Kingdom Plantae (Dunia Tumbuhan) - Materi Biologi Kelas 10 SLTA/SMA/MA

Tumbuhan merupakan kerajaan besar makhluk hidup bernama Kingdom Plantae yang menutupi sebagian besar permukaan daratan. Peran utama tumbuhan adalah untuk menyuplai kebutuhan Oksigen dan bahan pangan untuk orgnanisme lain melalui mekanisme fotosintesis. Adaptasi tumbuhan sudah berlangsung berjuta-juta tahun yang lalu melalui mekanisme evolusi, sehingga tumbuhan dapat hidup dan berkembang biak di berbagai tempat dengan kondisi lingkungan yang beragam. Ada tumbuhan yang mampu tumbuh ditempat-tempat ekstrim, misalnya di kutub utara, di padang pasir yang tandus, dilereng gunung dan di rawa-rawa dengan kondisi pH ekstrim.

{tocify} $title={Daftar isi}

A. Ciri-Ciri Umum Tumbuhan

Tumbuhan memiliki ciri-ciri terdiri dari baknya sel (multiseluler), eukariotik, memiliki akar, batang, dan daun, dinding sel mengandung selulosa, memiliki klorofil a dan b sehingga dapat melakukan fotosintesis, dan dapat menyimpan cadangan makanan di berbagai organ tubuh. Namun beberapa jenis tumbuhan ada yang tidak berklorofil, sehingga tidak melakukan fotosintesis, dan beberapa tumbuhan memiliki pembuluh angkut.

Berdasarkan ada atau tidak adanya pembuluh angkut, tumbuhan dibedakan atas dua macam, yaitu sebagai berikut:

Tumbuhan tidak berpembuluh (non-tracheophyra) yang meliputi tumbuhan lumut (Bryophyta).
Tumbuhan berpembuluh (tracheophyta) yang meliputi tumbuhan paku (Pteridophyta) dan tumbuhan berbiji (Spermatophyta).

B. Lumut (Bryophyta)

Lumut atau Bryophyta merupakan salah satu kelompok tumbuhan hijau yang tidak memiliki pembuluh. Nama Bryophyta berasal dari bahasa Yunani, yaitu bryon berarti lumut dan phyton berarti tumbuhan. Tumbuhan Lumut juga dikenal dengan istilah Moss (Bhs. Inggris) yang secara morfologi merupakan bentuk peralihan antara tumbuhan Thallophyta atau tumbuhan bertalus karena belum memiliki akar, batang, daun sejati), dengan Tumbuhan Cormophyta atau tumbuhan berkormus yaitu sudah memiliki akar, batang, daun sejati.

1. Ciri-Ciri Lumut

Organ akar, batang, dan daun belum dapat dibedakan dengan jelas.
Tubuh lumut ada yang berbentuk lembaran.
Daun tidak memiliki pertulangan daun.
Batang belum memiliki berkas pembuluh angkut (Xilem dan Floem).
Akar pada lumut disebut rizoid. Fungsi rizoid adalah untuk menyerap air dan garam mineral, serta untuk melekat pada habitatnya.
Sel lumut memiliki plastida yang mengandung klorofil a dan b, serta memiliki dinding sel.
Memiliki satu alat kelamin, yaitu kelamin jantan (anteridium) atau alat kelamin betina (arkegonium).
Mengalami pergiliran keturunan (metagenesis).
Berkembang biak dengan spora.
Fase gametofit lebih dominan dari fase sporofit.

2. Cara Reproduksi dan Siklus Hidup Tumbuhan Lumut

Lumut melakukan reproduksi secara aseksual (vegetatif) dan seksual (generatif). Reproduksi aseksual terjadi dengan pembentukan spora melalui pembelahan meiosis sel induk spora di dalam sporangium (kotak spora). Spora tersebut kemudian tumbuh menjadi gametofit. Sedangkan reproduksi aseksual (vegetatif) dilakukan dengan pembentukan gemmae cup (piala tunas) dan fragmentasi (pemutusan sebagian tubuhnya).

Dalam siklus hidupnya, lumut mengalami pergiliran keturunan (metagenesis) antara generasi gametofit yang berkromosom haploid (n) dengan generasi sporofit yang berkromosom diploid (2n). Bentuk gametofit lebih sering kita temukan karena gametofit lebih dominan dan memiliki masa hidup yang lebih lama daripada bentuk sporofit.

Metagenesis lumut daun dapat digambarkan sebagai berikut:

Spora berkromosom haploid (n) yang jatuh di habitat yang cocok akan berkecambah, sel-selnya membelah secara mitosis, dan tumbuh menjadi protonema yang haploid (n).
Protonema akan tumbuh menjadi gametofit (tumbuhan lumut) jantan dan betina yang haploid (n).
Tumbuhan lumut yang sudah dewasa akan membentuk alat kelamin jantan (anteridium) dan alat kelamin betina (arkegonium).
Anteridium menghasilkan spermatozoid berflagel yang berkromosom haploid (n). Arkegonium menghasilkan ovum yang berkromosom haploid (n). Ovum memproduksi zat gula dan protein yang merangsang pergerakan spermatozoid menuju ovum. Pergerakan spermatozoid disebut kemotaksis.
Fertilisasi ovum oleh spermatozoid menghasilkan zigot yang berkromosom diploid (2n).
Zigot mengalami pembelahan secara mitosis dan tumbuh menjadi embrio (2n).
Embrio tumbuh menjadi sporofit yang diploid (2n).
Sporofit akan membentuk sporogonium (2n) yang memiliki kotak spora (sporangium).
Di dalam kotak spora terdapat sel induk spora diploid (2n) yang akan membelah secara meiosis dan menghasilkan spora-spora yang haploid (n).

Skema pergiliran keturunan (metagenesis) tumbuhan lumut dapat dilihat pada gambar di bawah ini:

3. Klasifikasi Lumut

Lumut diklasifikasikan menjadi 3 kelas, yaitu Hepaticopsida (lumut hati), Anthocerotopsida (lumut tanduk), dan Bryopsida (lumut daun).

1. Hepaticopsida (lumut hati)

Lumut hati memiliki ciri-ciri berbentuk talus, lembaran, pipih, berlobus, tidak membentuk daun, mempunyai rhizoid dan gemmae cup sebagai alat reproduksinya.

Contoh lumut hati adalah Marchantia polymorpha, Ricciocarpus natans, Reboulia hemisphaerica, Pellia calycina dan Riccardia indica.

2. Anthocerotopsida (lumut tanduk)

Lumut tanduk (hornwort) berbentuk seperti lumut hati tetapi sporofitnya berbentuk kapsul memanjang seperti tanduk dan mengandung kutikula.

Contoh lumut tanduk adalah Anthoceros punctatus, Phaeoceros laevis, Folioceros dan Leiosporoceros.

3. Bryopsida (lumut daun)

Lumut daun disebut lumut sejati yang memiliki tubuh berupa kormus berupa akar (rhizoid), daun dan batang tidak sejati. Jumlah lumut sejati paling banyak di dunia yang menutupi 3% permukaan bumi.

Contoh spesiesnya adalah Polytrichum commune, Polytrichum hyperboreum, Sphagnum squarrosum, Sphagnum polustre, Dichodontium dan Campylopus.

4. Peran Lumut Bagi Manusia

Menahan erosi tanah
Mengurangi bahaya banjir
Meningkatkan sumber air
Mensuplai oksigen
Sebagai bahan pembuatan obat kulit
Bahan pembuatan obat mata
Sebagai obat hepatitis: Marchantia polymorpha
Sebagai obat antiseptic: Frullania tamaricis
Obat penyakit jantung: Lumut cratoneuron
Obat pneumonia
Mengobati luka bakar dan luka luar
Obat bius: Rhodobryum giganteum
Obat Hipertensi:
Mengatasi bisa ular: Marchantia polymorpha

C. Paku (Pteridophyta)

Tumbuhan Paku atau disebut juga Pteridophyta diambil dari bahasa Yunani, pteron yang berarti bulu dan phyton yang berarti tumbuhan. Tumbuhan paku sudah berbentuk kormus atau bagian akar, batang, dan daun sudah dapat dibedakan. Cara reproduksinya adalah dengan spora sehingga disebut Cormophyta berspora. Berbeda dengan lumut, Pteridophyta merupakan tumbuhan vaskuler (Tracheophyta) karena sudah memiliki pembuluh angkut xilem (pembuluh kayu) dan floem (pembuluh tapis).

1. Ciri-Ciri Tumbuhan Paku

Bagian akar, batang dan daun sudah dapat dibedakan.
Sudah memiliki pembuluh angkut Xilem dan Floem.
Saat masih muda bentuk daunnya menggulung.
Saat dewasa daunnya dapat dibedakan menjadi Tropofil (untuk fotosintesis) dan Sporofil (untuk menghasilkan spora).
Tumbuhan paku juga mengalami pergiliran keturunan (metagenesis).
Fase sporofit lebih dominan daripada fase gametofit.

2. Cara Reproduksi dan Siklus Hidup Tumbuhan Paku

Tumbuhan paku melakukan reproduksi secara aseksual (vegetatif) dan seksual (generatif). Reproduksi aseksual terjadi dengan pembentukan spora melalui pembelahan meiosis sel induk spora di dalam sporangium (kotak spora). Spora akan tumbuh menjadi gametofit. Selain itu reproduksi aseksual juga dapat dilakukan dengan Rizom yang tumbuh menjalar membentuk tunas-tunas baru.

Reproduksi seksual tumbuhan paku dilakukan dengan cara fertilisasi ovum dengan spermatozoid berflagel yang menghasilkan zigot. Kemudian zigot akan tumbuh menjadi sporofit.

Dalam kehidupannya, tumbuhan paku akan mengalami pergiliran keturunan (metagenesis), antara generasi berkromosom haploid (n) dan generasi sporofit yang berkromosom diploid (2n). Fase hidup generasi sporofit hidup lebih dominan dibandingkan gametofit.

Berikut merupakan tahap pergiliran keturunan tumbuhan paku:

Spora haploid (n) jatuh di tempat yang cocok akan berkecambah menjadi Protalium (n).
Protalium berkembang membentuk alat kelamin jantan (anteridium) dan alat kelamin betina (arkegonium).
Anteridium menghasilkan sel spermatozoid berflagel (n), sedangkan arkegonium menghasilkan sel ovum (n).
Sel spermatozoid akan membuahi sel ovum dan menghasilkan zigot yang diploid (2n).
Zigot akan berkembang dengan membelah secara mitosis dan tumbuh menjadi tumbuhan paku sporofit (2n).
Tumbuhan paku sporofit dewasa akan menghasilkan sporofil.
Sporofil yang mempunyasi sporangium akan menghasilkan spora haploid (n), dan siklus akan kembali terulang.

Skema pergiliran keturunan (metagenesis) tumbuhan paku dapat dilihat pada gambar di bawah ini:

3. Klasifikasi Tumbuhan Paku

Tumbuhan paku dibagi menjadi 4 kelas, yaitu kelas Psilotinae, kelas Lycopodiinae, kelas Equisetiinae, dan kelas Filicinae.

1. Kelas Psilotinae

Kelas Psilotinae merupakan kelompok paku primitif dengan ciri-ciri mempunyai rizom yang diselubungi rambut kecil, tidak memiliki jaringan pengangkut, tidak memiliki daun, sporangium berada di ketiak buku, dan semua spesiesnya diketahui sudah punah.

2. Kelas Lycopodiinae

Kelas Lycopodiinae memiliki ciri-ciri daun berbentuk seperti rambut atau sisik, batang seperti kawat, sporangium tersusun dalam strobilus yang ada di ujung cabang. Contoh spesiesnya adalah Lycopodium sp. dan Selaginella sp.

3. Kelas Equisetiinae (Paku ekor Kuda)

Kelas Equisetiinae memiliki ciri-ciri daun berbentuk seperti sisik dan transparan, batang berongga dan berbuku-buku (beruas-ruas), sporangium tersusun dalam strobilus sperti ekor kuda, dan spora memiliki elater sebanyak 4 buah. Contoh spesiesnya adalah Equisetum debile.

4. Kelas Filicinae

Kelas Filicinae memiliki ciri-ciri daun berukuran besar dengan tulang daun menyirip, daun mudanya menggulung, dan sorus berada di bawah permukaan daun. Contoh spesiesnya adalah Dryopteris filix-mas.

Berdasarkan jenis sporanya tumbuhan paku dibedakan menjadi 3, yaitu paku homospor, heterospor dan peralihan.

1. Paku Homospor

Paku homospor memiliki ciri-ciri menghasilkan spora yang sama ukuran dan jenisnya dan protalium menghasilkan anteridium dan arkegonium. Contoh spesiesnya adalah Lycopodium, Nephrolepis, dan Drymoglossum.

2. Paku Heterospor

Paku heterospor memiliki ciri-ciri menghasilkan spora yang berbeda ukuran dan berbeda jenisnya. Spora yang berukuran besar disebut Makrospora, sedangkan yang berukuran kecil disebut Mikrospora. Contoh spesiesnya adalah Selaginella, Salvinia dan Marsilea.

3. Paku Peralihan

Paku peralihan memiliki ciri-ciri menghasilkan spora yang ukuran dan bentuknya sama, akan tetapi jenisnya berbeda dan protalium hanya menghasilkan anteridium saja atau arkegonium saja. Contoh spesiesnya adalah Equisetum.

Skema Pergiliran Keturunan Paku Homospor, Heterospor dan Peralihan

4. Manfaat Tumbuhan Paku

Digunakan sebagai tanaman hias, misalnya spesies Adiantum, Platycerium, Asplenium, Nephrolepis dan Selaginela.
Digunakan sebagai obat.Misalnya Equisetum untuk obat diuretik.
Digunakan sebagai bahan pangan.
Untuk penyubur tanah.
Untuk bahan bangunan. Misalnya Paku Tiang.
Untuk alat penggosok.

D. Tumbuhan Berbiji (Spermatophyta)

Tumbuhan berbiji juga sering disebut sebagai tumbuhan berbunga (Anthophyta). Disebut tumbuhan berbiji karena mampu menghasilkan biji dalam siklus kehidupannya. Terdapat sekitar 170.000 spesies tumbuhan berbiji di seluruh dunia.

1. Ciri-Ciri Tumbuhan Berbiji

Mempunyai biji sebagai alat perkembang biakan.
Merupakan tumbuhan kormus sejati, karena akar, batang dan daun sudah dapat dibedakan dengan jelas.
Memiliki berkas pembuluh Xilem dan Floem.
Berkembang biak secara seksual (generatif) dan aseksual (vegetatif).

2. Klasifikasi Tumbuhan Berbiji

Tumbuhan berbiji diklasifikasikan menjadi 2 kelompok, yaitu tumbuhan berbiji terbuka (Gymnospermae) dan tumbuhan berbiji tertutup (Angiospermae).

a. Tumbuhan Berbiji Terbuka (Gymnospermae)

Tumbuhan berbiji terbuka memiliki ciri-ciri sisitem perakaran tunggang, batang bercabang-cabang, akan dan batang berkambium, tidak mempunyai bunga sejati, bakal biji terdapat pada daun buah, mempunyai strobilus untuk penghasil serbuk sari.

Klasifikasi Tumbuhan Berbiji Terbuka (Gymnospermae)

Tumbuhan berbiji terbuka memiliki 4 kelas utama, yaitu Kelas Cycadophyta, Ginkophyta, Coniferophyta dan Gnetophyta.

1). Kelas Cycadophyta

Kelas Cycadophyta merupakan tumbuhan berbiji primitif, berhabitat di daerah tropis dan subtropis, dan beberapa spesies dimanfaatkan sebagai tanaman hias. Contoh spesiesnya adalah Cycas rumphii (Pakis Haji).

2) Kelas Ginkophyta

Kelas Ginkophyta hanya memiliki satu spesies bernama Ginkgo bioloba yang merupakan pohon tinggi berasal dari tiongkok dengan ciri-ciri tangkai panjang, daun bentuk kipas, tulang daun bercabang dan daun meranggas saat musim gugur. Manfaat dari Ginkgo bioloba adalah untuk obat asma dan obat hipertensi.

3) Kelas Coniferophyta

Kelas Coniferophyta merupakan kelompok dari Gymnospermae dengan jumlah spesies paling besar. Ciri-ciri tumbuhan yang termasuk dalam kelas ini adalah berupa semak atau pohon dengan tajuk (atap daun) berbentuk kerucut (konus), berumah satu, strobilus jantan terletak diujung ranting, strobilus betina terletak di pangkal cabang, dan berhabitat di tempat sedang atau dingin. Contoh spesiesnya adalah Pinus merkusii (pohon pinus). Manfaat dari Coniferophyta adalah sebagai sumber bahan pembuatan kertas, sumber kayu lunak, bahan plastik, terpentin dan tinta.

4) Kelas Gnetophyta

Kelas Gnetophyta memiliki ciri-ciri berupa daun tunggal dengan duduk daun berhadapan, batang berkayu tanpa saluran resin, dan mempunyai bunga majemuk. Contoh spesiesnya adalah Gnetum gnemon (pohon Melinjo). Biasanya tumbuhan Gnetophyta dimanfaatkan sebagai bahan pangan, seperti disayur atau dibuat emping.

b. Tumbuhan Berbiji Tertutup (Angiospermae)

Tumbuhan berbiji tertutup adalah kelompok tumbuhan yang bijinya terbungkus atau dilindungi oleh daun buah. Ciri-ciri tumbuhan berbiji tertutup diantaranya adalah mempunyai bunga sempurna sebagai alat reproduksi, mempunyai daun pipih dan lebar, biji tidak tampak karena tertutup oleh daun buah, terjadi pembuahan ganda, waktu penyerbukan dan pembuahan relatif singkat.

Klasifikasi Tumbuhan Berbiji Tertutup

Tumbuhan berbiji tertutup diklasifikasikan berdasarkan jumlah daun lembaganya (kotiledon), sehingga dikelompokkan menjadi 2 kelas yaitu biji berkeping satu (monokotil) dan biji berkeping dua (dikotil).

Kelas Tumbuhan Biji Berkeping Satu (Monokotil)

Tumbuhan monokotil memiliki ciri-ciri daun lembaga dengan satu daun, perakaran serabut, batang tidak bercabang, daun tunggal berupih, duduk daun berseling, tulang daun sejajar atau melengkung, batang dan tidak tidak berkambium, dan letak berkas pembuluh menyebar.

Famili Tumbuhan Biji Berkeping Satu (Monokotil)

Famili dari tumbuhan monokotil yaitu Liliaceae (bawang dan bunga Lili), Orchidaceae (bunga anggrek), Poaceae (tebu, padi, jagung), Musaceae (pisang), Arecaceae (salak, aren, palem, kelapa, pinang, kelapa sawit, kurma), Zingiberaceae (jahe, kunyit, kencur).

Kelas Tumbuhan Biji Berkeping Dua (Dikotil)

Tumbuhan dikotil memiliki ciri-ciri daun lembaga dengan 2 daun, sistem perakaran tunggang, batang bercabang-cabang, daun tunggal/majemuk, bunga berjumlak kelipatan 2, 4 atau 5, batang dan akar mempunyai kambium, letak berkas pembuluh melingkar.

Famili Tumbuhan Biji Berkeping Dua (Dikotil)

Famili dari tumbuhan dikotil yaitu Papilionaceae (kacang hijau, kacang tanah, kacang kapri, buncis), Mimosaceae (putri malu, jengkol, kaliandra), Malvaceae (kapas), Myrtaceae (jambu air, jambu biji, jambu bol), Solanaceae (kentang, terung, cabai), Casuarinaceae (Casuarina), Moraceae (pohon karet), Piperaceae (pohon sirih, lada putih, lada hitam), Cactaceae (kaktus).

3. Reproduksi Tumbuhan Berbiji

a. Reproduksi Gymnospermae

Strobilus jantan dan betina mempunyai sporangium yang berjenis mikrosporangium (jantan) dan makrosporangium (betina).
Mikrosporangium menghasilkan mikrospora (gamet jantan) dan Makrosporangium menghasilkan megaspora (gamet betina).
Mikrospora membelah membentuk serbuk sari bersel 4 yang dilepaskan ke udara.
Megaspora membentuk sel telur.
Serbuk sari menempel pada strobilus betina dan membentuk tabung serbuk sari yang tipis dengan membawa inti sperma menuju sel telur untuk fertilisasi (proses ini dapat berlangsung 1 tahun).
Fertilisasi menghasilkan zigot.
Zigot berkembang menjadi embrio dengan mengambil makanan dari endosperma.
Biji membentuk struktur tambahan berupa sayap tipis.
Strobilus betina melepaskan biji ke udara dan sayap tipis pada biji berguna untuk menyebarkan biji dengan bantuan angin.

b. Reproduksi Angiospermae

Reproduksi Angiospermae dapat dilakukan secara tanpa kawin (vegetatif) dan dengan perkawinan (generatif).

Reproduksi Vegetatif

Reproduksi vegetatif dapat dilakukan secara alami dengan membentuk tunas seperti pada tanaman pisang dan bambu, tunas adventif seperti pada daun cocor bebek, umbi lapis seperti pada bawang, dan umbi batang seperti pada kentang.

Reproduksi vegetatif pada tumbuhan juga dapat dilakukan secara buatan dengan bantuan manusia, sepeti stek, cangkok, okulasi, dan kultur jaringan.

Reproduksi Generatif

Reproduksi secara generatif pada tumbuhan dilakukan menggunakan organ bunga dengan cara penyerbukan atau polinasi. Polinasi adalah penempelan serbuk sari pada kepala putik, dan biasanya dibantu oleh polinator berupa serangga, angin, air, burung, kelelawar dan lain sebagainya.

Tahapan reproduksi generatif tumbuhan angiospermae adalah sebagai berikut:

Kepala sari (stamen) sebagai alat kelamin jantan menghasilakan polen atau serbuk sari.
Putik (stigma) sebagai alat kelamin betina mempunyai bagian ovulum yang akan menghasilkan megaspora.
Polen terbawa oleh polinator dan menempel pada kepala putik dan membentuk saluran polen.
Selama perjalanan menuju ovulum, inti polen membelah menjadi inti vegetatif dan inti generatif.
Inti vegetatif untuk menunjukkan arah inti generatif, sedangkan inti generatif membelah lagi menjadi 2 inti sperma.
Sperma seteleh sampai di ovulum akan melebur menjadi satu (fertilisasi) dan menghasilkan zigot.
Sperma kedua akan membuahi lembaga sekunder dan membentuk endosperma. Sehingga pembuahan ini disebut pembuahan ganda (double fertilizaton).

4. Manfaat Tumbuhan Berbiji

Bahan Pangan
Bahan Bangunan
Bahan Pakaian
Bahan Obat-Obatan
Bahan Kosmetik

E. Sumber & Referensi

Irnaningtyas. 2019. Biologi untuk SMA/MA Kelas X. Penerbit Erlangga, Jakarta.
Nurhayati, N dan Wijayanti R. 2016. Biologi untuk siswa SMA/MA Kelas X. Yrama Widya, Bandung.

Blog Masiki