Gerak Pada Tumbuhan

Berdasarkan penyebabnya, gerak pada tumbuhan dibedakan menjadi gerak endonom dan gerak esionom.

Gerak Endonom/Autonom

Gerak endonom adalah gerak tumbuhan yang dipengaruhi oleh rangsangan dari dalam tubuh tumbuhan.

Contoh: Siklosis/Rotasi, aliran plasma dalam sel tumbuhan Hydrilla verticiliata, putri malu.

Gerak Esionom

Gerak esionom adalah gerak tumbuhan yang dipengaruhi oleh rangsangan dari luar tubuh tumbuhan. Rangsangan ini dapat berupa cahaya, sentuhan, suhu, air, gravitasi bumi, zat kimia dan sebagainya.

Gerak esionom dapat dibedakan menjadi tiga yaitu gerak nasti, tropisme, dan taksis.

Gerak Nasti

Gerak nasti adalah gerak bagian tubuh-tunbuhan yang arahnya tidak dipengaruhi oleh arah datangnya rangsangan tetapi ditentukan oleh tumbuhan itu sendiri.

Gerak nasti dibedakan menjadi:

Seismonasti/Tigmonasti

Gerak ini dipengaruhi oleh rangsangan mekanis berupa sentuhan atau tekanan.

Contoh Menutupnya daun tumbuhan putri malu (Mimosa pudica) waktu kita menyentuhnya. Menutupnya daun tumbuhan Venus ketika serangga hinggap di atasnya.

Niktinasti

Gerak ini dipengaruhi oleh suasana gelap (rangsangan gelap).

Contohnya gerak menutupnya daun-daun majemuk pada tumbuhan polong-polongan (Leguminoceae) pada waktu malam. Gerak ini terjadi karena adanya perubahan tekanan turgor di dalam persendian daun-daun.

Fotonasti

Gerak ini dipengaruhi oleh rangsangan cahaya.

Contoh membuka dan menutupnya bunga pukul empat (Mirabilis jalapa) pada jam tertentu saat ada cahaya, mekarnya bunga matahari saat siang hari.

Termonasti

Gerak ini dipengaruhi oleh rangsangan suhu.

Nasti kompleks

Gerak ini dipengaruhi beberapa faktor, yaitu cahaya, suhu, zat kimia dan air.

Contoh membuka dan menutupnya stomata.

Gerak Tropisme

Gerak tropisme adalah gerak bagian tubuh tumbuhan yang arah geraknya dipengaruhi oleh arah datangnya rangsangan.

Gerak tropisme dibedakan menjadi:

Fototropisme/Heliotropisme

Jika gerakannya menjauhi cahaya disebut fototropisme negatif. Contoh gerak tumbuh akar menjauhi cahaya.

Gerak fototropisme berkaitan dengan zat tumbuh auksin yang terdapat pada ujung tumbuhan. Pada sisi batang yang terkena cahaya, zat tumbuh lebih sedikit daripada batang yang tidak terkena cahaya. Akibatnya sisi batang yang terkena cahaya pertumbuhannya lebih lambat daripada sisi batang yang tidak terkena cahaya sehingga batang membelok ke arah cahaya.

Geotropisme

Geotropisme adalah gerak pada tumbuhan yang dipengaruhi oleh rangsangan gaya tarik bumi. Jika gerakannya menuju tanah disebut geotropisme positif, contoh gerak akar ke bawah. Jika gerakannya menjauhi bumi disebut geotropisme negatif, contoh batang tumbuh ke atas.

Tigmotropisme

Tigmotropisme adalah gerakan yang dipengaruhi rangsangan berupa sentuhan persinggungan atau tekanan.

Contoh Membelitnya ujung batang atau sulur pada tanaman labu atau tanaman bersulur lainnya.

Kemotropisme

Kemotropisme adalah gerakan yang dipengaruhi rangsangan berupa zat kimia.

Contoh akar akan bergerak menuju tanah yang banyak mengandung unsur hara.

Hidrotropisme

Hidrotropisme adalah Gerakan bagian tubuh tumbuhan karena rangsangan Contoh gerakan akar selalu menuju ke tempat yang basah (mengandung air).

Gerak Taksis

Gerak taksis adalah gerak seluruh tubuh atau bagian dari tubuh yang berpindah tempat yang arahnya dipengaruhi oleh arah datangnya rangsangan. Gerak taksis dibedakan menjadi: 

Fototaksis

Fototaksis adalah gerakan berpindah tempat seluruh tubuh atau bagian dari tubuh tumbuhan yang dipengaruhi oleh rangsangan cahaya. Contoh gerak fototaksis adalah gerakan kloroplas yang mengandung klorofil bergerak menuju sisi sel yang terkena cahaya.

Kemotaksis

Kemotaksis adalah gerakan berpindah tempat seluruh atau bagian tubuh tumbuhan yang dipengaruhi oleh rangsangan zat kimia. Contoh gerakan sperma menuju sel telur pada waktu terjadinya pembuahan. Karena adanya rangsangan zat kimia berupa gula dan protein.

Galvanotaksis

Galvanotaksis adalah gerakan berpindah tempat seluruh atau bagian tubuh tumbuhan yang dipengaruhi oleh rangsang arus listrik. Contohnya gerak berpindah tempat protozoa ketika diberikan arus listrik yang lemah di dekatnya.

Gerak Higroskopis

Higroskopis, yaitu gerak bagian tumbuhan yang disebabkan oleh perubahan kadar air pada sel mati.
Contoh gerak higroskopis:

• Pecahnya kulit buah tanaman polong-polongan (kacang-kacangan) yang telah tua dan kering.
• Membukanya kotak spora (sporangium) oleh annulus pada tumbuhan paku dan lumut untuk mengeluarkan spora
• Pecahnya sporangium lumut oleh peristom
• Pecahnya buah petai cina, jarak, dan rambung.

Pendahuluan, Ciri-Ciri Makhluk Hidup dan Metode Ilmiah

Kedudukan Biologi di antara Ilmu-Ilmu lainnya

Cabang-cabang Biologi

Manfaat mempelajari biologi

a. Di bidang kedokteran

    Cabang biologi yang membantunya anatomi, fisiologi, mikrobiologi, patologi, dan sebagainya.

b. Di bidang industri

    Cabang biologi yang membantunya zoologi, botani, fisiologi, taksonomi, mikrobiologi, dan

    sebagainya.

c. Di bidang pertanian

    Cabang biologi yang membantunya botani, anatomi, fisiologi, genetika, dan sebagainya.

d. Di bidang peternakan

    Cabang biologi yang membantunya zoologi, anatomi, fisiologi, genetika, embriologi, taksonomi          dan sebagainya.

Biologi juga dapat digabungkan dengan cabang ilmu IPA lainnya, misalnya biofisika dan biokimia.

Ciri-Ciri Makhluk Hidup

Makhluk hidup dapat dibedakan dari benda tak hidup dengan melihat ciri-ciri yang hanya dimiliki oleh makhluk hidup dan tidak dimiliki oleh benda tak hidup, yaitu:

1. Bergerak

2. Memerlukan makan/nutrisi

Tumbuhan memperoleh makanan melalui proses fotosintesis.

6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂

3. Bernapas (respirasi)

Bernapas berarti menghirup oksigen (O₂) dari udara dan mengeluarkan gas karbondioksida (CO₂). Oksigen yang dihirup digunakan untuk membakar zat makanan untuk menghasilkan energi. Proses pembakaran zat makanan oleh O₂ di dalam tubuh disebut proses oksidasi (metabolisme).
C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O 

Manusia bernapas dengan paru-paru, hewan ada yang bernapas dengan paru-paru, insang dan dibantu dengan kulit. Sedangkan tumbuhan bernapas melalui mulut daun (stomata).

4. Bereaksi terhadap rangsangan (iritabilitas)

5. Mengeluarkan zat sisa (ekskresi).

Proses pengeluaran zat sisa dilakukan melalui kulit, ginjal dan paru-paru.

6. Tumbuh dan berkembang

Tumbuh adalah proses bertambahnya ukuran dan jumlah sel yang sifatnya irreversibel (tidak dapat kembali ke keadaan semula).

Berkembang adalah proses pertumbuhan yang diikuti dengan proses pendewasaan atau proses berubahnya sel-sel untuk membentuk struktur dan fungsi tertentu (diferensiasi) membentuk organ tertentu.

7. Berkembang biak (reproduksi)
Perkembangbiakan dapat terjadi secara generatif (kawin) maupun vegetatif (tidak kawin).
Perkembangbiakan generatif dapat dibedakan lagi menjadi bertelur (ovipar), melahirkan (vivipar), dan bertelur-melahirkan (ovovivipar).
Perbedaan perkembangbiakan secara generatif dengan vegetatif:

Pembeda	Vegetatif	Generatif
Dapat dijumpai pada	Hewan dan tumbuhan tingkat rendah	Hewan dan tumbuhan tingkat tinggi
Induk	Hanya melibatkan satu induk	Melibatkan dua jenis induk
Keturunannya	Secara genetik, sama dengan induknya	Secara genetik berbeda denagn induknya. Ini menyebabkan terjadinya variasi
Kecepatan perkembangbiakan	Berlangsung relatif cepat	Berlangsung relatif lambat

8. Melakukan adaptasi
Adaptasi adalah penyesuaian diri terhadap lingkungannya, misalnya terhadap suhu, ketinggian, iklim, agar dapat bertahan hidup di lingkungannya tersebut.

Asal Usul Makhluk Hidup

1. Teori Abiogenesis

Para penganut paham abiogenesis memiliki semboyan/pemikiran "Generatio Spontaneae" yang artinya makhluk hidup berasal dari benda tak hidup yang muncul secara spontan karena adanya gaya hidup di alam. Ilmuwan yang mendukung teori ini adalah Aristoteles, Antonie Van Leuwenhook, John Needham, Opharin, Harold Urey dan Stanley Miller
.

Harold Urey dan Stanley Miller (Teori Kimia) berpendapat bahwa "Suatu ketika atmosfer bumi kaya akan gas-gas CH₄ (metana), NH₃ (Amoniak), H₂O (uap air) dan gas H₂ (hidrogen). Dengan bantuan loncatan bunga api listrik yang berasal dari petir di angkasa dan sinar kosmis, dari zat-zat tersebut terbentuk asam amino. Asam amino ini merupakan substansi dasar pembangun kehidupan".

Alexander Ivanovich Opharin berpendapat bahwa kehidupan pertama kali terjadi di lautan, karena air laut banyak mengandung garam-garam mineral yang merupakan bahan penyusun makhluk hidup.

2. Teori Biogenesis

Para pendukung teori biogenesis adalah Francesco Redi, Lazari Spallanzani dan Louis Pasteur.
Redi melakukan percobaan dengan menggunakan tiga potong daging yang telah disterilkan. Ketiga daging tersebut dimasukkan ke dalam tiga toples yang berbeda. Satu toples dibiarkan terbuka, satu toples ditutup dengan kain kasa dan satu toples ditutup rapat. Selama satu minggu ketiga daging tersebut diamati dan dicatat perubahan yang terjadi.

Lazaro Spallanzani melakukan percobaan dengan menggunakan air kaldu yang telah disterilkan, kemudian air kaldu tersebut dimasukkan ke dalam tiga tabung reaksi terpisah. Satu tabung dibiarkan terbuka, satu tabung ditutup kain kasa dan satu tabung lainnya ditutup rapat. Selama satu minggu, ketiga daging dalam toples tersebut diamati dan dicatat perubahan yang terjadi.

Pasteur melakukan percobaan dengan menggunakan air kaldu yang telah disterilkan, kemudian air kaldu tersebut dimasukkan ke dalam tiga tabung reaksi terpisah. Satu tabung dibiarkan terbuka, satu tabung dihubungkan dengan gelas berbentuk leher angsa dan satu tabung lainnya ditutup rapat. Selama satu minggu ketiga daging dalam toples tersebut diamati dan dicatat perubahan yang terjadi.

Percobaan Louis Pasteur dapat menggugurkan teori Abiogenesis.

Semboyan para penganut teori biogenesis adalah

*) “Omne vivum ex vivo”, artinya semua kehidupan berasal dari kehidupan

*) “Omne vivum ex ovo”, artinya semua kehidupan berasal dari telur

*) "Omne ovum ex vivo", artinya semua telur berasal dari kehidupan.

Metode Ilmiah

Penemuan ilmiah diperoleh dengan mengadakan penelitian ilmiah. Agar dapat menghasilkan suatu penemuan ilmiah ilmuwan harus selalu melakukan dua hal yaitu bersikap ilmiah dan menggunakan metode ilmiah.

Sikap ilmiah adalah sikap yang meliputi rasa ingin tahu, kejujuran, ketekunan (tidak cepat putus asa), ketelitian, objektivitas, dan keterbukaan.

Metode ilmiah adalah cara kerja dengan tahap-tahap tertentu (sistematis dan teratur) dengan menggunakan logika yang ditempuh oleh para ilmuwan untuk memecahkan masalah yang dihadapinya dalam upaya pengembangan ilmu pengetahuan.

Langkah-langkah Metode ilmiah:

1. Merumuskan masalah (dilakukan setelah mengadakan pengamatan/observasi)
2. Mengumpulkan data/keterangan (penyusunan kerangka berpikir)
3. Menyusun hipotesis/dugaan atau jawaban sementara terhadap masalah
4. Melakukan eksperimen/percobaan
5. Menarik kesimpulan
6. Melakukan eksperimen lanjutan/eksperimen ulang untuk mendapatkan teori

Kegunaan Metode Ilmiah:

1. Berguna untuk memecahkan suatu masalah dengan penalaran dan pembuktian yang memuaskan
2. Dengan melakukan penelitian-penelitian dan pengujian kembali hasil-hasil penelitian tersebut ilmu pengetahuan akan makin berkembang
3. Setiap orang dapat menguji kembali kebenaran hasil penelitian orang lain denganmenggunakan metode ilmiah, sehingga diperoleh kebenaran yang lebih pasti
4. Rahasia-rahasia alam yang semula belum diketahui orang akan dapat diungkapkan dengan penelitian yang menggunakan metode ilmiah.

Gerak lurus

Sebuah benda dikatakan bergerak terhadap benda lain jika kedudukan benda tersebut berubah satu sama lain (terjadi perubahan posisi).

Gerakan sebuah benda bersifat relatif artinya tergantung titik acuan.

Sebuah benda dikatakan melakukan gerak semu apabila benda tersebut tampak seolah-olah bergerak, padahal benda tersebut sebenarnya diam. Misalnya pergerakan semu matahari.

Jarak dan perpindahan

Jarak merupakan besaran skalar, artinya hanya memiliki nilai tidak memiliki arah. Contoh lainnya adalah waktu dan massa.

Jarak adalah panjang yang ditempuh oleh benda tanpa memperhatikan arah gerakan benda tersebut.

Perpindahan merupakan besaran vektor, artinya memiliki nialai dan arah.

Perpindahan adalah panjang lintasan yang ditempuh oleh benda dengan memperhatikan arah gerakan benda tersebut.

Catatan: 

• Jarak merupakan panjang rute perjalanan sebuah benda yang bergerak.
• Perpindahan hanya ditentukan oleh kedudukan awal dan ahkir sebuah benda.
• Tanda negatif (-) pada perpindahan benda menunjukkan benda berpindah ke kiri.

Kelajuan dan Kecepatan

Kelajuan didefinisikan sebagai jarak yang ditempuh benda tiap satu satuan waktu.

v = kelajuan (m/s)

s = jarak (m)

t = waktu (sekon)

Kelajuan merupakan besaran skalar dan tidak pernah bernilai negatif.

kelajuan rata-rata didefinisikan sebagai hasil bagi antara jarak total yang ditempuh benda dengan selang waktu total untuk menempuh jarak tersebut.

 = kelajuan rata-rata (m/s)

Kecepatan didefinisikan sebagai perpindahan dibagi selang waktu.

v = kecepatan (m/s)

s = perpindahan (m)

t = waktu (s)

Kecepatan merupakan besaran vektor, dapat bernilai positif ataupun negatif.

Kecepatan rata-rata adalah hasil bagi total perpindahan dengan selang waktu.

=kecepatan rata-rata(m/s)

Δs = perpindahan total (m)

Δt = selang waktu (s)

Perlajuan dan Percepatan

Perlajuan merupakan besaran skalar. Perlajuan selalu bernilai positif. Perlajuan didefinisikan sebagai hasil bagi perubahan kelajuan dengan selang waktu.

a = perlajuan (m/s²)

Δv = perubahan kelajuan (m/s)

v₁ = kecepatan mula-mula (m/s)

v₂ = kecepatan akhir (m/s)

Δt = selang waktu (s)
Percepatan merupakan besaran vektor. Percepatan didefinisikan sebagai hasil bagi perubahan kecepatan dengan selang waktu.

a = percepatan (m/s²)

Δv = perubahan kecepatan (m/s)

Gerak Lurus Beraturan (GLB)

Sebuah benda dikatakan bergerak lurus beraturan jika benda tersebut bergerak pada lintasan yang lurus dengan kecepatan yang tetap/konstan/tidak mengalami percepatan (a=0).

v = kecepatan (m/s)

s = perpindahan (m)

t = waktu (s)

Grafik hubungan v dengan t pada GLB (menunjukkan kecepatan yang tetap)

Grafik hubungan s dengan t pada GLB (menunjukkan perpindahan yang lebih jauh seiring berjalannya waktu) 

Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)

Sebuah benda dikatakan menaglalmi gerak lurus berubah beraturan jika benda tersebut bergerak pada lintasan yang lurus dan mengalami perubahan kecepatan untuk selang waktu tertentu.
GLBB dibedakan menjadi 2, yaitu GLBB dipercepat dan GLBB diperlambat.
Sebuah benda mengalami GLBB dipercepat jika kecepatan akhir lebih besar dari kecepatan mula-mula (a > 0).
Sebuah benda mengalami GLBB diperlambat jika kecepatan akhirnya lebih kecil dari kecepatan mula-mula (a < 0).

Catatan: perlambatan bisa juga dikatakan sebagai percepatan yang bernilai negatif.
v₀ = kecepatan mula-mula (m/s)
v_t = kecepatan akhir (m/s)
s = jarak atau perpindahan (m)
t = waktu (s)
a = percepatan atau perlambatan (m/s²)

Grafik hubungan antara v dengan t dalam GLBB:

2 kemungkinan:

Peningkatan kecepatan seiring dengan berjalannya waktu (dipercepat).

Penurunan kecepatan seiring dengan berjalannya waktu (diperlambat).

Gerak Vertikal

Gerak Vertikal ke Bawah

Gerak vertikal ke bawah termasuk GLBB dipercepat. Benda yang bergerak vertikal ke bawah mengalami percepatan sebesar g (gravitasi bumi) dan mengalami perpindahan sebesar h (jarak vertikal).

h = jarak vertikal yang ditempuh/ketinggian (m)

g = percepatan gravitasi (10 m/s² atau 9,8 m/s²)
Jika benda bergerak vertikal ke bawah tanpa kecepatan asal (v₀ = 0), benda dikatakan mengalami gerak jatuh bebas, maka persamaannya menjadi:

Gerak Vertikal ke Atas

Gerak vertikal ke atas termasuk GLBB diperlambat. Benda yang bergerak vertikal ke atas ditarik ke bawah sehingga mengalami perlambatan sebesar g.