Biologi notesnota, bab 1
Organisasi Tisu Tumbuhan dan Pertumbuhan
Notes made with reference toNota dibuat dengan rujukan kepada TextbookBuku teks Biologi Tingkatan 5 (KSSM), pageshalaman 2-25
What this chapter coversMatlamat bab ini
- Saya boleh menghuraikan organisasi tisu dalam tumbuhan, iaitu tisu meristem dan tisu kekal (1.1.1)
- Saya boleh menerangkan struktur dan fungsi tisu epidermis, tisu asas (parenkima, kolenkima, sklerenkima) dan tisu vaskular (xilem, floem) (1.1.1)
- Saya boleh mengenal pasti meristem apeks dan meristem lateral serta kedudukannya (1.2.1)
- Saya boleh menerangkan zon pembahagian sel, zon pemanjangan sel dan zon pembezaan sel pada hujung pucuk dan hujung akar (1.2.2)
- Saya boleh menyediakan slaid dan memerhati zon pertumbuhan sel pada hujung radikel anak benih (1.2.3)
- Saya boleh menerangkan pertumbuhan primer dan pertumbuhan sekunder, termasuk gelang tahunan (1.2.4)
- Saya boleh menjelaskan kepentingan pertumbuhan primer dan pertumbuhan sekunder (1.2.5)
- Saya boleh membandingkan pertumbuhan primer dengan pertumbuhan sekunder dalam tumbuhan eudikot dan menghuraikan kepentingan ekonomi tumbuhan yang mengalami pertumbuhan sekunder (1.2.6, 1.2.7)
- Saya boleh mengelaskan tumbuhan semusim, dwimusim dan saka berdasarkan kitar hidup (1.3.1)
- Saya boleh menghuraikan lengkung pertumbuhan tumbuhan semusim, dwimusim dan saka serta mengkaji lengkung pertumbuhan pokok jagung (1.3.2, 1.3.3)
1.1Organisasi tisu tumbuhan
Tumbuhan terdiri daripada dua jenis tisu: tisu meristem, iaitu tisu yang aktif membahagi secara mitosis, dan tisu kekal, iaitu tisu yang telah berhenti membahagi dan membeza untuk fungsi tertentu.
Rajah daripada buku teks, Rajah 1.1, m.s. 4.
Tisu kekal ialah tisu matang yang telah mengalami pembezaan atau sedang mengalami pembezaan. Tiga jenis: tisu epidermis, tisu asas dan tisu vaskular.
Rajah daripada buku teks, Rajah 1.2, m.s. 4.
| Tisu | Struktur | Fungsi |
|---|---|---|
| Epidermis | Melapisi permukaan luar batang, daun dan akar tumbuhan muda; dinding sel yang terdedah dilapisi lapisan berlilin dan kalis air yang dipanggil kutikel. Sel epidermis terubah suai: sel pengawal dan sel rambut akar | Kutikel mengurangkan kehilangan air melalui penyejatan (transpirasi), melindungi daun daripada kecederaan mekanikal dan menghalang serangan patogen. Sel pengawal mengawal bukaan liang stoma; sel rambut akar meningkatkan luas permukaan akar untuk penyerapan air dan garam mineral |
| Parenkima (asas) | Sel hidup yang paling ringkas, belum mengalami pembezaan lanjut; dinding sel paling nipis | Apabila segah, memberikan sokongan dan mengekalkan bentuk tumbuhan herba; terlibat dalam fotosintesis, penyimpanan kanji dan gula, pertukaran gas; baik pulih dan penjanaan semula tisu |
| Kolenkima (asas) | Sel hidup; dinding sel diperbuat daripada pektin dan hemiselulosa, lebih tebal daripada parenkima; fleksibel | Memberi sokongan mekanikal dan sifat keanjalan kepada tumbuhan |
| Sklerenkima (asas) | Sel mati apabila matang; dinding sel paling tebal antara semua tisu asas | Memberi sokongan dan kekuatan mekanikal kepada bahagian tumbuhan yang matang; membantu pengangkutan air dan nutrien |
| Xilem (vaskular) | Sel mati yang tidak mengandungi sitoplasma; dinding sel disaluti lignin; salur xilem memanjang, berongga dan bersambung antara satu sama lain dari akar ke daun | Mengangkut air dan garam mineral dari akar ke semua bahagian tumbuhan |
| Floem (vaskular) | Terdiri daripada sel rakan dan tiub tapis (sel hidup tanpa nukleus dan ribosom apabila matang); tiub tapis tersusun dari hujung ke hujung membentuk tiub yang memanjang dan bersambung | Mengangkut gula hasil fotosintesis dari daun ke organ penyimpanan seperti akar, buah dan umbisi |
Tisu asas mengikut ketebalan dinding sel: parenkima (paling nipis, hidup) < kolenkima (lebih tebal, hidup, fleksibel) < sklerenkima (paling tebal, mati apabila matang).
Xilem ialah sel mati yang mengangkut air; floem ialah sel hidup yang mengangkut gula. Jangan tertukar. Sklerenkima juga mati, bukan kolenkima.
Bagaimanakah struktur xilem disesuaikan dengan fungsinya?
Tunjukkan jawapanSembunyikan jawapan
Sel mati tanpa sitoplasma, memanjang dan berongga, bersambung dari akar ke daun, maka air dan garam mineral mengalir tanpa halangan. Dinding disaluti lignin yang memberi kekuatan dan sokongan.
1.2Tisu meristem dan pertumbuhan
Tisu meristem ialah tisu hidup yang belum membeza dan aktif membahagi secara mitosis; ia bertanggungjawab terhadap pertumbuhan tumbuhan. Perubahan yang berlaku dalam organisma bermula daripada peringkat zigot sehingga dewasa disebut sebagai pertumbuhan dan perkembangan.
| Meristem | Kedudukan | Pertumbuhan |
|---|---|---|
| Meristem apeks | Hujung pucuk dan hujung akar | Pertumbuhan primer: batang dan akar bertambah panjang |
| Kambium vaskular | Di antara tisu floem dengan tisu xilem dalam berkas vaskular | Pertumbuhan sekunder: xilem sekunder dan floem sekunder |
| Kambium gabus | Di bawah lapisan epidermis | Pertumbuhan sekunder: sel gabus ke arah luar, korteks ke arah dalam |
Kambium vaskular dan kambium gabus ialah meristem lateral.
Zon pertumbuhan sel
Hujung pucuk dan hujung akar dibahagikan kepada tiga zon. Pertumbuhan dalam zon-zon ini ialah pertumbuhan primer.
Rajah daripada buku teks, Rajah 1.6, m.s. 7.
Rajah daripada buku teks, Rajah 1.7, m.s. 7.
| Zon | Apa yang berlaku |
|---|---|
| 1. Pembahagian sel | Pada meristem apeks; sel meristem aktif membahagi secara mitosis. Bilangan sel bertambah, maka batang bertambah panjang. Sel yang baru terbentuk menolak sel sebelumnya ke zon pemanjangan sel |
| 2. Pemanjangan sel | Sel bertambah saiz melalui resapan air secara osmosis dan penyerapan nutrien. Vakuol kecil bergabung membentuk vakuol besar (pemvakuolan). Kemasukan air mengenakan tekanan ke atas dinding sel lalu menolak, memanjang dan melebarkan sel |
| 3. Pembezaan sel | Sel mencapai saiz maksimum, kemudian berubah bentuk dan struktur menjadi sel khusus yang membentuk tisu kekal seperti epidermis, korteks, xilem dan floem. Contoh: sel epidermis daun membeza menjadi sel pengawal; sel epidermis akar menjadi sel rambut akar |
Aktiviti 1.1 (m.s. 9): memerhati zon pertumbuhan hujung radikel
Rendam biji benih kacang hijau sehingga radikel tumbuh. Potong hujung akar 10 mm, rendam dalam campuran 25% asid asetik dan 75% etanol selama 30 saat untuk mematikan sel tetapi mengekalkan struktur. Buat keratan membujur dengan pisau, basuh dengan air suling, letakkan pada slaid, warnakan dengan pewarna aseto-orsein (30 saat hingga 1 minit) untuk mewarnakan kromosom, kemudian perhatikan di bawah mikroskop bermula dengan kanta objektif kuasa rendah. Zon yang dapat diperhatikan: pembahagian sel, pemanjangan sel dan pembezaan sel.Jenis pertumbuhan: primer dan sekunder
Pertumbuhan primer ialah pertumbuhan selepas percambahan, dialami oleh semua tumbuhan, untuk menambah panjang batang dan akar. Ia berlaku pada meristem apeks.
Pertumbuhan sekunder berlaku pada kebanyakan tumbuhan eudikot dan sebilangan kecil tumbuhan monokot untuk menambah ukur lilit atau diameter batang dan akar. Ia terhasil daripada pembahagian sel meristem lateral.
Pertumbuhan sekunder berlaku pada kebanyakan tumbuhan eudikot dan sebilangan kecil tumbuhan monokot untuk menambah ukur lilit atau diameter batang dan akar. Ia terhasil daripada pembahagian sel meristem lateral.
Pada hujung pucuk, primordium daun dan primordium tunas tumbuh menjadi daun dan pucuk baharu supaya tumbuhan bertambah tinggi. Pada hujung akar, jidal akar menjadi haus apabila menembusi tanah dan sel jidal digantikan dengan sel meristem. Tumbuhan tidak berkayu seperti tumbuhan herba tidak mengalami pertumbuhan sekunder.
Pertumbuhan sekunder pada batang eudikot
Rajah daripada buku teks, Rajah 1.13, m.s. 11.
- Kambium vaskular membahagi secara mitosis dengan aktif dan membentuk gelang kambium yang lengkap.
- Sel dalam gelang kambium membahagi ke arah dalam membentuk xilem baharu (xilem sekunder) dan ke arah luar membentuk floem baharu (floem sekunder).
- Xilem primer ditolak ke arah empulur dan floem primer ke arah epidermis. Xilem sekunder yang dimampatkan membentuk lapisan kayu yang kuat; dinding xilem ditebal oleh lignin yang memberi sokongan mekanikal.
- Pertambahan lilitan batang menyebabkan epidermis meregang dan retak (merekah). Kambium gabus membahagi membentuk sel gabus di sebelah luar dan korteks di sebelah dalam. Lapisan gabus melindungi batang daripada serangan serangga dan patogen.
Pertumbuhan sekunder pada akar
Rajah daripada buku teks, Rajah 1.15, m.s. 12.
Sel kambium vaskular membahagi dan bergabung membentuk gelang yang lengkap; xilem sekunder terbentuk ke arah dalam dan floem sekunder ke arah luar, maka akar bertambah tebal. Kambium gabus di bawah epidermis membentuk sel gabus yang melindungi tisu akar.
Gelang tahunan
Usia pokok di kawasan beriklim sederhana boleh ditentukan daripada gelang tahunan pada batang. Pada musim bunga, air dan cahaya matahari mencukupi, maka xilem sekunder yang terhasil besar dan berdinding nipis (gelang berwarna cerah). Pada musim panas, pertumbuhan kurang sesuai dan kering, maka xilem sekunder kecil dan berdinding tebal (gelang berwarna gelap). Satu gelang cerah bersama satu gelang gelap ialah satu tahun.
Batang sebuah pokok di kawasan beriklim sederhana menunjukkan 12 pasang gelang cerah dan gelap. Anggarkan usianya dan terangkan sebab gelang berbeza warna.
Tunjukkan jawapanSembunyikan jawapan
Kira-kira 12 tahun (satu pasang gelang = satu tahun). Xilem sekunder musim bunga besar dan berdinding nipis (cerah); xilem sekunder musim panas kecil dan berdinding tebal (gelap).
Pertumbuhan sekunder dalam tumbuhan monokot
Kebanyakan monokot tidak mengalami pertumbuhan sekunder, tetapi sesetengah, seperti Draceana sp., Aloe sp. dan Agave sp., mengalaminya (dikenali sebagai pertumbuhan sekunder anomali).
Kepentingan pertumbuhan primer dan sekunder
| Pertumbuhan primer | Pertumbuhan sekunder |
|---|---|
| Membolehkan pemanjangan pokok supaya menyerap cahaya matahari untuk fotosintesis | Memberi kestabilan dengan menambah diameter batang dan akar agar sesuai dengan ketinggian tumbuhan |
| Floem primer mengangkut hasil fotosintesis ke bahagian lain tumbuhan | Memberi sokongan mekanikal kepada tumbuhan |
| Xilem primer mengangkut air dan garam mineral dari tanah ke daun | Menghasilkan lebih banyak xilem dan floem, dan menggantikan xilem dan floem yang tua dan rosak secara berterusan |
| Xilem primer memberi sokongan kepada tumbuhan herba atau tumbuhan muda | Menghasilkan kulit kayu yang kuat dan tebal untuk melindungi daripada kehilangan air berlebihan, kecederaan fizikal dan patogen; tumbuhan hidup lebih lama dan berpeluang menghasilkan lebih banyak biji benih |
Perbandingan pertumbuhan primer dengan sekunder dalam eudikot
| Aspek | Pertumbuhan primer | Pertumbuhan sekunder |
|---|---|---|
| Persamaan | Kedua-duanya meningkatkan saiz tumbuhan secara tetap, berlaku pada tumbuhan berkayu dan melibatkan pembahagian sel secara mitosis | |
| Tisu meristem | Meristem apeks | Meristem lateral (kambium vaskular dan kambium gabus) |
| Bahagian yang tumbuh | Bahagian muda batang dan akar | Berlaku apabila pertumbuhan primer telah terhenti pada bahagian yang matang |
| Arah pertumbuhan | Memanjang | Jejari |
| Kesan | Panjang batang dan akar bertambah | Ukur lilit batang dan akar bertambah |
| Tisu terbentuk | Epidermis, korteks, xilem primer, floem primer | Kulit kayu, periderma, lentisel, xilem sekunder, floem sekunder |
| Tisu berkayu; kulit kayu; gelang tahunan | Tiada; nipis; tiada | Ada; tebal; ada |
Pertumbuhan primer bukan hanya untuk tumbuhan muda: pokok dewasa masih bertambah panjang pada hujung pucuknya. Pertumbuhan sekunder tidak berlaku pada tumbuhan herba.
Kepentingan ekonomi pertumbuhan sekunder
- Kayu balak yang kuat dan keras, seperti Shorea sp. (meranti) dan Balanocarpus sp. (cengal), untuk struktur rumah bot, perabot, pagar dan pintu.
- Gelang tahunan menjadikan perabot kelihatan menarik dan dijadikan barang perhiasan.
- Kayu dan kulit pokok seperti Hopea sp. (merawan) dan meranti menghasilkan resin dan minyak untuk varnis, bahan pelekat, minyak wangi dan ubat-ubatan.
- Dijadikan tumbuhan hiasan; buah seperti mangga dan manggis menjadi sumber pendapatan.
1.3Lengkung pertumbuhan
| Kitar hidup | Huraian | Contoh |
|---|---|---|
| Semusim | Satu kitar hidup untuk semusim atau setahun, dari percambahan hingga berbunga atau menghasilkan biji benih, kemudian biasanya mati | Pokok padi, pokok labu, pokok tembikai |
| Dwimusim | Dua tahun: musim pertama ialah pertumbuhan tampang (akar, daun, batang); musim kedua ialah pembiakan (berbunga, buah dan biji benih, kemudian mati). Kebanyakan di kawasan beriklim sederhana | Kubis, lobak merah, bunga balung ayam |
| Saka | Hidup lebih daripada dua tahun; berkayu saka atau herba saka; kebanyakan berbunga dan berbuah berkali-kali; struktur boleh menyesuaikan diri dengan perubahan suhu | Rumput, pokok bunga raya, pokok mangga |
Bentuk lengkung pertumbuhan
Lengkung pertumbuhan kebanyakan organisma berbentuk sigmoid.
Rajah daripada buku teks, Rajah 1.16, m.s. 19.
- Peringkat A, jisim kering menurun: makanan simpanan dalam kotiledon digunakan untuk percambahan sebelum tumbuhan menjana daun untuk fotosintesis.
- Peringkat B, jisim kering meningkat: kadar pertumbuhan meningkat dengan cepat kerana tumbuhan telah menjalankan fotosintesis.
- Peringkat C, jisim kering malar: kadar pertumbuhan sifar; tumbuhan matang.
- Peringkat D, jisim kering menurun: penuaan, kadar fotosintesis rendah, keguguran daun dan bunga, serta penyebaran biji benih.
Rajah daripada buku teks, Rajah 1.17, m.s. 19.
Dwimusim: dua lengkung sigmoid bergabung. Musim pertama: daun dihasilkan, fotosintesis berlaku, makanan disimpan dalam umbisi. Musim kedua: makanan simpanan digunakan untuk menghasilkan bunga dan biji benih.
Rajah daripada buku teks, Rajah 1.18, m.s. 19.
Saka: jujukan sigmoid kecil, satu setiap tahun. Kadar pertumbuhan tinggi pada musim bunga dan musim panas (cahaya tinggi meningkatkan fotosintesis) dan menurun pada musim sejuk.
Bilangan lengkung sigmoid: semusim = 1, dwimusim = 2 bergabung, saka = jujukan kecil, satu setiap tahun.
Eksperimen 1.1 (m.s. 20): lengkung pertumbuhan pokok jagung
Pemboleh ubah dimanipulasikan: bilangan hari selepas penanaman. Bergerak balas: purata jisim kering anak benih jagung. Dimalarkan: jenis biji benih. Keringkan 3 biji benih (atau anak benih) setiap 3 hari dalam ketuhar pada 100 °C sehingga jisim kering tidak berubah, kemudian hitung purata. Plot graf purata jisim kering melawan masa; hipotesis ialah lengkung berbentuk sigmoid. Contoh pengiraan purata (nilai rekaan untuk latihan, bukan keputusan dalam buku teks): jisim kering tiga anak benih 0.40 g, 0.46 g dan 0.43 g, maka purata = (0.40 + 0.46 + 0.43) / 3 = 0.43 g.Mengapakah lengkung pertumbuhan tumbuhan saka terdiri daripada banyak lengkung sigmoid kecil?
Tunjukkan jawapanSembunyikan jawapan
Tumbuhan itu tumbuh sepanjang hayat dan setiap tahun mengikut corak sigmoid: kadar pertumbuhan tinggi pada musim bunga dan musim panas (cahaya tinggi, fotosintesis meningkat) dan menurun pada musim sejuk.