Ringkasan Mudah Faham (Nota Pertanian Tingkatan 5 Bab 1: Sains Tumbuhan)

Panduan ini merangkumi konsep asas sains tumbuhan, daripada klasifikasi dan struktur kepada proses fisiologi yang kompleks yang membolehkan tumbuhan hidup dan membesar.

1. Pengenalan Sains Tumbuhan

Sains tumbuhan adalah kajian tentang tumbuhan serta hubungannya dengan manusia dan haiwan. Tumbuhan ialah organisma multisel yang mempunyai klorofil untuk menjalankan fotosintesis bagi menghasilkan karbohidrat.

Keperluan Asas Tumbuhan:

• Air: Membantu dalam fotosintesis, melarutkan garam mineral, menyejukkan tumbuhan melalui transpirasi, dan mengekalkan kesegahan sel.

• Udara: Terutamanya karbon dioksida (CO2) yang diperlukan untuk proses fotosintesis.

• Cahaya Matahari: Sumber tenaga utama untuk fotosintesis.

Hubungan Simbiotik: Tumbuhan membekalkan oksigen (O2) yang diperlukan oleh manusia dan haiwan untuk respirasi. Sebaliknya, manusia dan haiwan membebaskan karbon dioksida (CO2) yang digunakan oleh tumbuhan untuk fotosintesis.

2. Klasifikasi Tumbuhan

Tumbuhan secara amnya terbahagi kepada dua kumpulan utama: tumbuhan berbunga dan tidak berbunga.

Tumbuhan Berbunga (Angiosperma)

Tumbuhan ini mempunyai bunga sebagai organ pembiakan untuk menghasilkan buah dan biji benih. Ia diklasifikasikan kepada dua jenis:

• Monokotiledon: Tumbuhan dengan satu kotiledon (sumber makanan dalam biji benih).

    ◦ Famili Rumput (Poaceae): Akar serabut, daun linear, batang berongga. Contoh: Jagung, Padi, Tebu.

    ◦ Famili Palma (Palmae): Batang tinggi tidak bercabang, akar serabut. Contoh: Kelapa, Kelapa Sawit.

    ◦ Famili Pisang (Musaceae): Batang palsu (umbisi), daun pelepah. Contoh: Pisang Emas, Heliconia.

    ◦ Famili Orkid (Orchidaceae): Tumbuhan hiasan dengan akar serabut. Contoh: Orkid Moth.

    ◦ Famili Herba (Zingiberaceae): Batang lembut tidak berkayu, bernilai perubatan. Contoh: Kunyit, Halia.

• Dikotiledon: Tumbuhan dengan dua kotiledon.

    ◦ Famili Tumbuhan Bergetah (Euphorbiaceae): Mengeluarkan getah. Contoh: Pokok Getah, Ubi Kayu.

    ◦ Famili Kekacang (Leguminosae): Bunga berbentuk kupu-kupu. Contoh: Kacang Soya, Kacang Tanah.

    ◦ Famili Terung (Solanaceae): Buah terletak di dasar bunga. Contoh: Terung, Cili, Tomato.

    ◦ Famili Jambu (Myrtaceae): Daun tunggal, batang berkayu, akar tunjang. Contoh: Jambu Air, Jambu Batu.

    ◦ Famili Bunga Bertangkai (Asteraceae): Bunga yang tumbuh pada tangkai. Contoh: Bunga Matahari, Bunga Daisy.

Tumbuhan Tidak Berbunga (Gymnosperma)

Tumbuhan ini membiak melalui spora dan tidak mempunyai bunga, buah, atau biji benih.

• Alga: Hidup di darat dan laut, mempunyai klorofil tetapi tiada akar, batang, atau daun sebenar.

• Kulat: Hidup di kawasan lembap, tidak berklorofil dan tidak boleh berfotosintesis.

• Lumut: Hidup di tempat lembap, mempunyai daun berklorofil dan rizoid (akar rambut).

• Paku Pakis: Hidup di kawasan lembap, mempunyai batang tidak berkayu, daun berklorofil, dan akar serabut.

3. Struktur Tumbuhan

Struktur tumbuhan dibahagikan kepada struktur luaran (morfologi) dan struktur dalaman (anatomi).

Struktur Luaran (Morfologi)

• Akar: Berfungsi menyerap air dan garam mineral serta menguatkan tumbuhan.

    ◦ Jenis: Akar Tunjang (satu akar utama besar) dan Akar Serabut (banyak akar kecil dari pangkal batang).

    ◦ Bahagian: Pangkal akar, batang akar, cabang akar, rambut akar, serabut akar, hujung akar, dan tudung akar (melindungi hujung akar).

• Batang: Menyokong daun, bunga, dan buah, serta mengangkut air, mineral, dan makanan.

    ◦ Jenis: Batang Berkayu (mempunyai lentisel untuk pertukaran gas) dan Batang Tidak Berkayu.

• Daun: Tapak utama untuk fotosintesis, respirasi, dan transpirasi.

    ◦ Bentuk: Lanseolat (seperti tulang ikan), Kordat (garis melengkung), Obovat (seperti jari), Linear (memanjang).

    ◦ Struktur: Daun Tunggal (satu helai daun pada satu tangkai) dan Daun Majmuk (beberapa anak daun pada satu tangkai).

• Bunga: Organ pembiakan tumbuhan berbunga.

    ◦ Bahagian Jantan (Stamen): Terdiri daripada anter (menghasilkan debunga) dan filamen.

    ◦ Bahagian Betina (Pistil): Terdiri daripada stigma, stil, dan ovari (menghasilkan ovul).

    ◦ Bahagian Lain: Sepal (melindungi kudup) dan ranggi.

Struktur Dalaman (Anatomi)

• Epidermis: Lapisan sel luar yang melindungi tisu daripada kekeringan dan kecederaan.

• Stomata: Liang pada epidermis daun, dikawal oleh sel pengawal, untuk pertukaran gas (CO2 & O2) dan air.

• Tisu Xilem: Mengangkut air dan garam mineral dari akar ke daun. Mempunyai dinding keras yang juga menguatkan batang.

• Tisu Floem: Mengangkut bahan makanan (glukosa) dari daun ke seluruh bahagian tumbuhan.

• Kambium: Terdapat antara xilem dan floem pada tumbuhan dikotiledon. Bertanggungjawab untuk pertumbuhan sekunder (pembesaran diameter batang).

4. Perbezaan Monokotiledon dan Dikotiledon

5. Proses Fisiologi Tumbuhan

Ini adalah proses-proses utama yang berlaku dalam tumbuhan untuk hidup dan membesar.

• Pertumbuhan:

    ◦ Primer: Pemanjangan pada hujung pucuk dan akar.

    ◦ Sekunder: Pertambahan diameter batang dan akar (berlaku pada tumbuhan dikotiledon disebabkan oleh kambium).

• Fotosintesis: Proses menghasilkan makanan (glukosa) dan oksigen daripada karbon dioksida, air, dan tenaga cahaya.

    ◦ Formula: 6CO2 (Karbon Dioksida) + 6H2O (Air) –(Cahaya & Klorofil)–> C6H12O6 (Glukosa) + 6O2 (Oksigen)

    ◦ Peringkat:

        1. Tindak Balas Cahaya: Berlaku di granum kloroplas. Tenaga cahaya memecahkan air (fotolisis) untuk menghasilkan oksigen, ATP, dan NADPH2.

        2. Tindak Balas Gelap: Berlaku di stroma kloroplas. Menggunakan ATP dan NADPH2 untuk menukar CO2 menjadi glukosa (Kitaran Calvin).

• Respirasi: Proses penguraian glukosa untuk menghasilkan tenaga (ATP) untuk aktiviti sel.

    ◦ Aerob: Menggunakan oksigen, membebaskan banyak tenaga. Berlaku sepanjang hari.

    ◦ Anaerob: Tanpa oksigen, membebaskan sedikit tenaga. Berlaku dalam tempoh singkat.

• Penyerapan: Proses resapan air dan garam mineral dari tanah oleh akar melalui osmosis.

• Translokasi: Proses pengangkutan hasil fotosintesis (glukosa) melalui floem dari daun ke bahagian lain tumbuhan.

• Transpirasi: Proses kehilangan air dalam bentuk wap air dari permukaan daun melalui stomata. Ini membantu menyejukkan tumbuhan dan menarik air dari akar.

6. Faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan dan Fotosintesis

• Faktor Luaran:

    ◦ Keamatan Cahaya: Semakin tinggi keamatan, semakin tinggi kadar fotosintesis sehingga mencapai tahap maksimum.

    ◦ Kepekatan Karbon Dioksida: Peningkatan CO2 meningkatkan kadar fotosintesis sehingga faktor lain menjadi pengehad.

    ◦ Suhu: Kadar fotosintesis meningkat dengan suhu sehingga mencapai suhu optimum (biasanya 25°C-30°C). Suhu terlalu tinggi merosakkan enzim.

• Faktor Dalaman:

    ◦ Jumlah Klorofil: Lebih banyak klorofil meningkatkan penyerapan cahaya.

    ◦ Struktur Daun: Daun yang nipis dan lebar dapat menyerap lebih banyak cahaya.

    ◦ Pertumbuhan: Tumbuhan muda mempunyai kadar fotosintesis yang lebih tinggi.

• Kesan Kekurangan:

    ◦ Cahaya: Menyebabkan etiolasi (batang tumbuh cepat tetapi lemah, daun kecil dan pucat).

    ◦ Air: Tumbuhan layu, sel mengecut (plasmolisis), dan kadar fotosintesis menurun.

    ◦ Karbon Dioksida: Pertumbuhan lambat, daun rosak dan kecil.

    ◦ Klorofil: Tumbuhan tidak dapat menghasilkan makanan yang cukup dan akhirnya mati.