Bab 3: Pertumbuhan dan Perkembangan Makhluk Hidup

Jawaban: D Pembahasan: Jawaban yang benar adalah D. Pertumbuhan pada tumbuhan melibatkan penambahan ukuran dan jumlah sel melalui pembelahan sel di meristem, diikuti oleh pemanjangan sel. Ini adalah proses kuantitatif, yang berarti dapat diukur dengan peningkatan panjang, volume, atau berat tumbuhan. Pernyataan lainnya tidak tepat, karena pertumbuhan tidak hanya mencakup pembentukan daun (C) dan melibatkan pembelahan serta pemanjangan sel (tidak sesuai dengan A dan B).

Jawaban: B Pembahasan: Jawaban yang benar adalah B. Perkembangan melibatkan diferensiasi sel, yaitu proses di mana sel-sel menjadi lebih khusus dalam fungsi dan membentuk organ-organ baru. Ini adalah perubahan kualitatif yang mencakup pembentukan struktur dan fungsi baru, seperti pembentukan organ tubuh dari sel-sel embrio. Pilihan lain tidak tepat karena perkembangan bukan hanya proses kuantitatif (D) dan tidak terbatas pada fase tertentu seperti masa embrio (C).

Jawaban: D Pembahasan: Protoderm adalah jaringan meristematik yang berdiferensiasi menjadi epidermis, yaitu lapisan pelindung luar tumbuhan. Epidermis melindungi tumbuhan dari kehilangan air, patogen, dan faktor lingkungan lainnya. Jawaban D adalah yang paling tepat karena protoderm membentuk epidermis, sementara xilem (A) dan floem (B) terbentuk dari prokambium, dan korteks (C) serta parenkim (E) berasal dari meristem dasar.

Jawaban: A Pembahasan: Jawaban yang benar adalah A. Meskipun pembelahan sel terjadi di zona meristem, pemanjangan sel sangat penting untuk pertumbuhan panjang akar. Enzim selulase berperan dalam melunakkan dinding sel sehingga memungkinkan sel untuk memanjang. Dalam studi kasus ini, rendahnya aktivitas selulase akan menghambat pelunakan dinding sel, sehingga sel-sel yang terbentuk dari mitosis tidak bisa memanjang, yang akhirnya menghambat pertumbuhan akar. Pilihan lain tidak tepat karena berkaitan dengan aspek lain dari perkembangan sel atau diferensiasi, yang tidak secara langsung menjelaskan hambatan dalam pemanjangan akar.

Jawaban: C Pembahasan: • Benar, dikotil memiliki dua kotiledon, dan monokotil memiliki satu kotiledon. • Benar, dikotil memiliki pola pertulangan daun menjari atau menyirip, dan monokotil memiliki pola pertulangan sejajar. • Salah, pada dikotil, berkas pengangkut (xilem dan floem) tersusun melingkar, sedangkan pada monokotil berkas tersebar. • Benar, dikotil memiliki akar tunggang, sementara monokotil memiliki akar serabut. • Benar, pertumbuhan sekunder (penebalan batang) terjadi pada dikotil tetapi tidak terjadi pada monokotil. Kombinasi yang tepat adalah 1, 2, 4, dan 5 benar, sedangkan 3 salah, jadi jawabannya adalah C.

Jawaban: C Pembahasan: Jawaban yang benar adalah C. Selama proses perkecambahan, hormon giberelin merangsang produksi amilase, enzim yang bertugas memecah pati menjadi gula sederhana (seperti glukosa). Gula ini menyediakan energi yang diperlukan oleh embrio untuk memulai pertumbuhan, seperti pemanjangan radikula dan perkembangan bagian-bagian embrio lainnya. Pilihan lain tidak tepat karena: • Lipase memecah lemak, tetapi bukan karena pengaruh giberelin dalam perkecambahan. • Protease memecah protein, tetapi ini bukan proses utama dalam perkecambahan. • Selulase berperan dalam pelunakan dinding sel, tetapi bukan inti dari fisiologi perkecambahan.

Jawaban: B Pembahasan: Perkecambahan epigeal ditandai dengan munculnya kotiledon di atas tanah, di mana kotiledon sering kali berfungsi dalam fotosintesis awal sebelum daun sejati terbentuk. Dalam studi kasus ini, rusaknya kotiledon menyebabkan terganggunya suplai energi yang penting untuk pertumbuhan awal tanaman. Karena kotiledon berperan penting dalam memberi energi pada tahap awal ini, kerusakan pada kotiledon menghambat pertumbuhan keseluruhan. Jawaban B benar, karena menjelaskan pengaruh langsung dari rusaknya kotiledon pada proses fotosintesis dan pertumbuhan awal. Jawaban A salah, karena dalam epigeal, kotiledon memang terangkat di atas tanah. Jawaban lainnya mengabaikan peran utama kotiledon dalam perkecambahan epigeal.

Jawaban: B Pembahasan: Jawaban yang paling tepat adalah B. Dalam perkecambahan epigeal, kotiledon diangkat ke atas tanah oleh hipokotil, dan sering kali berfungsi dalam fotosintesis sampai daun sejati berkembang. Sebaliknya, dalam perkecambahan hipogeal, kotiledon tetap di bawah tanah dan hanya berfungsi sebagai penyimpan cadangan makanan, tanpa peran fotosintesis. Jawaban lain salah karena menggambarkan peran kotiledon yang tidak akurat atau membingungkan peran hipokotil dan epikotil dalam masing-masing tipe perkecambahan.

Jawaban: D Pembahasan: Jawaban yang benar adalah D. Pertumbuhan primer pada tumbuhan terjadi di meristem apikal, yang terdapat di ujung batang dan akar. Meristem ini menghasilkan pemanjangan sel dan pertambahan panjang akar dan batang, yang memungkinkan tumbuhan tumbuh lebih tinggi atau akarnya menjalar lebih dalam ke tanah. Opsi lain tidak tepat karena pertumbuhan primer tidak melibatkan penebalan batang (A), pembentukan jaringan sekunder (C), atau hanya terjadi pada akar (E).

Jawaban: D Pembahasan: Jawaban yang benar adalah D. Zona pemanjangan sel bertanggung jawab untuk memperbesar ukuran sel setelah terbentuk dari zona pembelahan. Jika zona pemanjangan sel terganggu, sel-sel tidak dapat memperbesar ukurannya, sehingga akar tidak dapat memanjang, meskipun pembelahan sel di zona pembelahan berlangsung normal. Ini akan menghambat pertumbuhan panjang akar secara keseluruhan, namun zona diferensiasi sel dapat tetap menghasilkan jaringan khusus seperti rambut akar. Pilihan lain salah karena berkaitan dengan proses di zona lain atau tidak relevan dengan fungsi zona pemanjangan.

Jawaban: B Pembahasan: Jawaban yang benar adalah B. Prokambium adalah jaringan primer yang berdiferensiasi menjadi xilem dan floem, yaitu jaringan pengangkut yang bertanggung jawab atas transportasi air, mineral, dan hasil fotosintesis di seluruh bagian tumbuhan. Jika fungsi prokambium terganggu, jaringan pengangkut ini tidak terbentuk dengan baik, sehingga transportasi internal akan terhambat, yang secara langsung mempengaruhi pertumbuhan dan kesehatan tumbuhan. Opsi lain tidak tepat karena protoderm (A) berdiferensiasi menjadi epidermis, dan meristem dasar menghasilkan korteks (C) dan jaringan dasar lainnya.

Jawaban: D Pembahasan: Jawaban yang benar adalah D. Rambut akar berperan penting dalam meningkatkan luas permukaan akar, sehingga memperbesar kemampuan akar untuk menyerap air dan nutrisi dari tanah. Rambut akar memiliki kontak langsung dengan tanah, dan melalui struktur ini, akar dapat menyerap air dan mineral. Pilihan lain tidak tepat karena: • Tudung akar melindungi ujung akar dari kerusakan fisik saat menembus tanah, bukan berperan dalam penyerapan air (A) atau pengaturan pembelahan sel (E). • Ujung akar merupakan area pembelahan sel, bukan tempat diferensiasi (C). • Batang akar tidak melindungi ujung akar (B); itu adalah fungsi tudung akar.

Jawaban: B Pembahasan: Jawaban yang benar adalah B. Zona pemanjangan sel di titik tumbuh batang berfungsi untuk memperbesar ukuran sel melalui penyerapan air ke dalam vakuola. Jika proses pengambilan air terganggu akibat mutasi, sel-sel yang baru terbentuk dari zona pembelahan tidak dapat memanjang. Meskipun pembelahan sel tetap terjadi di zona pembelahan, batang tidak akan mengalami pertambahan panjang karena sel tidak dapat membesar. Jawaban lain salah karena: • A: Zona pembelahan masih dapat berfungsi meskipun zona pemanjangan terganggu. • C: Gangguan dalam diferensiasi sel akan memengaruhi pembentukan jaringan pengangkut, tetapi bukan ini yang terjadi dalam kasus ini. • D: Zona pemanjangan tidak dapat menyerap air secara pasif tanpa mekanisme yang tepat. • E: Sel-sel tidak akan mengalami akumulasi karena masalah ada pada pemanjangan, bukan pembelahan.

Jawaban: B Pembahasan: Jawaban yang benar adalah B. Zona diferensiasi adalah tempat sel-sel yang baru terbentuk dari zona pemanjangan mengalami spesialisasi menjadi berbagai jaringan, termasuk xilem dan floem, yang berfungsi dalam transportasi air, nutrisi, dan hasil fotosintesis. Jika terjadi gangguan dalam diferensiasi sel di zona ini, xilem dan floem primer tidak akan terbentuk dengan baik, sehingga transportasi internal tumbuhan akan terganggu. Pilihan lain salah karena: • A: Epidermis terbentuk dari protoderm, dan meskipun epidermis penting, gangguan utama di sini terkait dengan jaringan pengangkut. • C: Korteks memang berfungsi dalam penyimpanan, tetapi gangguan dalam pembentukan xilem dan floem lebih berdampak signifikan pada fungsi fisiologis tumbuhan. • D: Zona meristematik bertanggung jawab untuk pembelahan sel, bukan diferensiasi. • E: Perikambium berperan dalam pembentukan jaringan sekunder, tetapi masalah dalam kasus ini bukan terkait pertumbuhan sekunder yang berlebihan.

Jawaban: B Pembahasan: Jawaban yang benar adalah B. Berikut adalah penjelasan untuk setiap pernyataan: • Benar. Aktivitas kambium vaskular menghasilkan lebih banyak xilem sekunder daripada floem sekunder, sehingga batang menebal terutama di bagian dalam (xilem membentuk bagian utama dari kayu). • Salah. Pertumbuhan sekunder terjadi baik di batang maupun di akar tumbuhan berkayu. • Benar. Xilem sekunder mengangkut air dan mineral, sedangkan floem sekunder mengangkut hasil fotosintesis dari daun ke seluruh bagian tumbuhan. • Benar. Kambium gabus (felogen) membentuk lapisan periderm yang menggantikan epidermis pada batang yang menebal, melindungi tumbuhan dari kehilangan air dan infeksi. • Salah. Pertumbuhan sekunder terjadi karena aktivitas kambium, bukan meristem apikal. Meristem apikal bertanggung jawab untuk pertumbuhan primer (pemanjangan batang dan akar). Dengan demikian, pernyataan 1, 3, dan 4 benar, sehingga jawabannya adalah B.

Jawaban: A Pembahasan: Jawaban yang benar adalah A. Nitrogen merupakan unsur makro penting dalam sintesis protein, asam nukleat, dan klorofil. Jika tumbuhan kekurangan nitrogen, pembentukan klorofil akan terganggu, menyebabkan klorosis atau menguningnya daun, terutama pada daun tua. Nitrogen juga berperan dalam sintesis enzim-enzim penting dalam fotosintesis. Pilihan lain tidak tepat karena nitrogen tidak langsung berperan dalam penyerapan air atau pembentukan jaringan transportasi seperti xilem (E).

Jawaban: A Pembahasan: Jawaban yang benar adalah A. Zat besi (Fe) sangat penting dalam sintesis klorofil, meskipun bukan bagian langsung dari klorofil, tetapi sebagai kofaktor dalam enzim yang terlibat dalam pembentukannya. Kekurangan zat besi menyebabkan klorosis, atau menguningnya daun muda, karena daun baru tidak mampu mensintesis klorofil dengan cukup baik. Gejala klorosis pada daun muda merupakan tanda umum defisiensi zat besi. Pilihan lain tidak tepat karena zat besi tidak secara langsung terkait dengan pengangkutan air (B) atau penyerapan fosfor (C).

Jawaban: E Pembahasan: • 1. Salah: Kekurangan nitrogen menyebabkan klorosis pada daun tua terlebih dahulu, karena nitrogen bersifat mobil, tetapi pernyataan tentang "seluruh bagian tumbuhan" terlalu umum. • 2. Salah: Kekurangan besi menyebabkan klorosis pada daun muda terlebih dahulu, bukan daun tua, karena besi tidak mobil di dalam tumbuhan. • 3. Benar: Fosfor berperan penting dalam pembentukan ATP, yang dibutuhkan untuk energi dalam proses metabolik seperti pertumbuhan akar dan fotosintesis. • 4. Benar: Kekurangan tembaga mengganggu pembentukan lignin, yang menyebabkan batang menjadi rapuh dan mudah patah. • 5. Benar: Kalium berperan dalam pengaturan tekanan osmotik dan membantu membuka serta menutup stomata, yang penting dalam regulasi air dan gas. Oleh karena itu, kombinasi yang benar adalah 3, 4, dan 5, sehingga jawabannya adalah E.

Jawaban: B Pembahasan: • Pernyataan 1 benar, pH yang rendah (asam) mengikat unsur hara seperti fosfor dan kalsium, sehingga tumbuhan sulit menyerap nutrisi tersebut. • Pernyataan 2 benar, tanah yang jenuh air kekurangan oksigen, menyebabkan akar tumbuhan beralih ke respirasi anaerob yang menghasilkan lebih sedikit energi. • Pernyataan 3 salah, pada pH tinggi, unsur mikro seperti mangan dan besi justru menjadi kurang tersedia dan lebih sulit diserap, bukan lebih mudah. • Pernyataan 4 salah, oksigen tidak diperlukan dalam proses fotosintesis (proses ini menggunakan karbon dioksida), tetapi diperlukan untuk respirasi seluler, bukan untuk produksi glukosa. Oleh karena itu, kombinasi pernyataan yang benar adalah 1 dan 2, sehingga jawabannya adalah B.

Jawaban: A Pembahasan: • Pernyataan 1 benar, kadar garam yang tinggi menyebabkan osmosis terbalik, di mana air bergerak keluar dari akar karena air berpindah dari area konsentrasi rendah ke tinggi (tanah yang memiliki kadar garam tinggi). • Pernyataan 2 benar, cahaya yang terlalu kuat dapat memicu penutupan stomata untuk mengurangi kehilangan air melalui transpirasi, tetapi ini juga membatasi penyerapan karbon dioksida yang diperlukan untuk fotosintesis. • Pernyataan 3 benar, kekurangan air secara langsung menghambat pembelahan sel di zona meristematik karena air diperlukan untuk menjaga tekanan turgor di dalam sel yang sedang membelah. • Pernyataan 4 salah, kadar garam yang tinggi menyebabkan kesulitan dalam penyerapan air, bukan peningkatan penyerapan. • Pernyataan 5 salah, dalam kondisi kekurangan cahaya, tumbuhan justru mengurangi transpirasi untuk mempertahankan air dan tidak mempercepatnya. Oleh karena itu, kombinasi pernyataan yang benar adalah 1, 2, dan 3, sehingga jawabannya adalah A.

Jawaban: B Pembahasan: Jawaban yang benar adalah B. Tumbuhan berhari pendek, seperti krisan, membutuhkan periode malam yang panjang tanpa gangguan cahaya untuk memicu pembungaan. Cahaya tambahan selama malam akan mengganggu sistem fitokrom, yang berfungsi untuk mendeteksi panjang malam. Cahaya selama malam dapat dianggap oleh tanaman sebagai pemendekan durasi malam, sehingga tanaman tidak berbunga karena tidak mencapai periode malam yang cukup. Pernyataan lain salah karena: • A dan C: Tumbuhan berhari pendek sangat sensitif terhadap durasi malam, dan cahaya tambahan di malam hari justru mencegah pembungaan. • D: Meskipun malam lebih panjang dari siang, gangguan cahaya mengganggu pembungaan. • E: Pembungaan pada tumbuhan berhari pendek tidak terkait langsung dengan kebutuhan fotosintesis, melainkan dengan panjang malam.

Jawaban: B Pembahasan: Jawaban yang benar adalah B. Gandum, sebagai tumbuhan berhari panjang, akan berbunga ketika panjang siang bertambah, yang cocok dengan kondisi musim semi ketika siang hari semakin panjang. Di sisi lain, tomat adalah tumbuhan berhari netral, yang berbunga terlepas dari panjang siang dan malam, sehingga akan berbunga selama kondisi lingkungan mendukung pertumbuhannya. Pernyataan lain salah karena: • A dan D: Gandum membutuhkan siang yang lebih panjang (bukan malam yang lebih panjang) untuk berbunga. • C: Tomat bukan dipengaruhi oleh panjang hari, sehingga tidak lebih lambat. • E: Musim semi dengan siang hari yang semakin panjang justru ideal untuk pembungaan gandum, sedangkan tomat akan berbunga sesuai kondisi pertumbuhan.

Jawaban: C Pembahasan: Jawaban yang benar adalah C. Pada kondisi pertama, meskipun suhu optimal untuk proses metabolisme, kelembapan yang rendah menyebabkan peningkatan laju transpirasi (penguapan air dari daun), yang dapat menyebabkan kekeringan pada tanaman karena mereka tidak mampu menggantikan air yang hilang dengan cukup cepat melalui akar. Akibatnya, pertumbuhan akan terganggu karena tanaman kekurangan air untuk fotosintesis dan proses fisiologis lainnya. Penjelasan opsi lainnya: • A: Meskipun suhu optimal, kelembapan yang rendah akan menyebabkan kehilangan air yang berlebihan melalui transpirasi, sehingga pertumbuhan tidak akan optimal. • B: Kelembapan tinggi membantu penyerapan air, tetapi suhu yang terlalu rendah akan menghambat proses metabolisme, sehingga tanaman tidak tumbuh dengan baik. • D: Kelembapan tinggi dan suhu rendah tidak langsung menyebabkan pembentukan kristal es kecuali suhu di bawah titik beku. • E: Tumbuhan memang dapat beradaptasi, tetapi jika suhu atau kelembapan berada di luar kisaran optimal, pertumbuhan dan fungsi fisiologis akan terganggu.

Jawaban: A Pembahasan: Jawaban yang benar adalah A. Dalam gravitasi mikro, gravitropisme (respons tumbuhan terhadap gravitasi) akan terganggu, sehingga pertumbuhan akar yang biasanya menunjukkan gravitropisme positif (tumbuh ke bawah) akan terganggu atau terhambat. Di sisi lain, tigmotropisme (respons terhadap sentuhan) tetap berfungsi, karena ini dipicu oleh rangsangan fisik yang tidak bergantung pada gravitasi. Jadi, sulur tanaman tetap akan melengkung dan melilit ke arah penyangga atau rangsangan fisik, meskipun pertumbuhan akar mungkin terganggu akibat kondisi gravitasi mikro. Penjelasan opsi lainnya: • B: Tigmotropisme dan gravitropisme tidak saling menetralkan, karena mereka respons terhadap rangsangan yang berbeda. • C: Meskipun gravitasi mikro memengaruhi gravitropisme, respons terhadap sentuhan (tigmotropisme) tetap terjadi. • D: Sentuhan tetap akan terdeteksi meskipun gravitasi mikro ada, sehingga sulur akan merespons. • E: Akar tidak akan tumbuh lurus dalam gravitasi mikro karena respons gravitropisme terganggu.

Jawaban: A Pembahasan: Jawaban yang benar adalah A. Auksin dan sitokinin bekerja secara antagonis dalam mengatur pertumbuhan tanaman, terutama terkait dengan dominansi apikal dan pertumbuhan tunas lateral. Auksin yang tinggi di daerah apikal menghambat pertumbuhan tunas lateral, sehingga menjaga dominansi apikal. Sebaliknya, sitokinin merangsang pembelahan sel di tunas lateral dan merangsang pertumbuhan tunas lateral ketika auksin tidak dominan. Jadi, tanaman yang diberikan auksin menunjukkan dominansi apikal yang kuat, sedangkan yang diberikan sitokinin menunjukkan pertumbuhan tunas lateral yang lebih banyak. Penjelasan opsi lainnya: • B: Auksin memang merangsang pembentukan akar adventif, tetapi tidak berperan dalam pertumbuhan tunas lateral dalam konteks ini. • C: Sitokinin tidak menghambat pertumbuhan akar primer, melainkan merangsang pembelahan sel. • D: Auksin dan sitokinin tidak bekerja sama untuk meningkatkan dominansi apikal, melainkan berlawanan. • E: Auksin tidak menghambat sintesis sitokinin secara langsung, melainkan menghambat efeknya pada tunas lateral.