Fisiologi Tanaman - Pertumbuhan dan Perkembangan

BAB II
PEMBAHASAN

2.1 Pertumbuhan dan Perkembangan
2.1.1 Pengertian Pertumbuhan dan Perkembangan
Pertumbuhan adalah suatu proses pertambahan ukuran, baik volume, bobot, dan jumlah sel yang bersifat irreversible (tidak dapat kembali ke asal). Pertumbuhan (growth) adalah dapat diartikan sebagai :Perubahan secara kuantitatif selama siklus hidup tanaman yang bersifat tak terbalikkan (irreversib) Bertambah besar ataupun bertambah berat tanaman atau bagian tanaman akibat adanya tanaman atau bagian tanaman akibat adanya penambahan unsur-unsur struktural yang baru Peningkatan ukuran tanaman yang tidak akan kembali sebagai akibat pembelahan dan pembesaran sel. Pertumbuhan tanaman terjadi manakala ada sel-sel dan atau jaringan meristem yang masih aktif. Adapun letak pertumbuhan tanaman (letak jaringan meristem) adalah pada :Ujung suatu organ (Meristem apical)Meristem apical biasanya tetap bersifat Mer istem ap ical b iasanya tetap bers ifat embryionik dan mampu tumbuh dalam waktu yang tidak terbatas, sehingga disebut juga Indeterminate meristem. Misalnya : pada ujung batang, ujung akar.
Perkembangan adalah perubahan atau diferensiasi sel menuju keadaan yang lebih dewasa.Perkembangan adalah Suatu proses menuju kedewasaan (menuju suatu keadaan yang lebih tinggi, lebih teratur dan lebih kompleks)Bersifat kualitatif Reversibel (dapat kembali ke keadaan semula)Tidak dapat diukur. Proses perubahan secara kualitatif atau mengikuti pertumbuhan tanaman/bagian-bagiannya. Proses hidup yang terjadi di dalam tanaman yang meliputi pertumbuhan, diferensiasi sel, dan morfogenesis.Misalnya : perubahan dari fase vegetatif ke generatif. Perkembangan tanaman merupakan suatu kombinasi dari sejumlah proses yang kompleks, yaitu proses pertumbuhan dan diferensiasi yang mengarah pada akumulasi berat kering tanaman.Proses diferensiasi mempunyai tiga syarat yaitu Proses diferensiasi mempunyai tiga syarat, yaitu
1. Hasil assimilasi yang tersedia dalam keadaan berlebihan untuk dapat dimanfaatkan pada kebanyakan kegiatan metabolisme
2. Temperatur yang menguntungkan
3. Terdapat sistem enxzym yang tepat untuk memperantarai proses diferensiasi.
2.1.2 Fase-Fase Pertumbuhan Dan Perkembangan Tanaman
Fase-Fase Pertumbuhan Dan Perkembangan Tanaman Menurut Michurin, secara garis besar pertumbuhan dan perkembangan tanaman dibagi dalam 4 (empat) fase, yaitu :
1. Fase Embryonis
Fase embryonis dimulai dari pembentukan zygote sampai terjadinya embryo, yang terjadi di dalam bakal biji (ovule). Dari zygote diikuti dengan pembelahan sel sesudah itu terjadi pembelahan sel, sesudah itu terjadi pengembangan sel. Fase embryonis tidak terlihat secara nyata (tidak tergambar dalamkurve) dalam pertumbuhan tanaman, karena berlangsungnya di dalam biji.

2. Fase Muda (Juvenil/Vegetatif)
Fase muda dimulai sejak biji mulai berkecambah, tumbuh menjadi bibit dan dicirikan oleh pembentukan daun-daun yang pertama dan berlangsung terus sampai masa berbunga dan atau berbuah yang pertama. Perkecambahan merupakan satu rangkaian yang komplek dari perubahan-perubahan morfologis, fisiologis, dan biokimia.
Proses perkecambahan meliputi beberapa tahap, yaitu :
1. Imbibisi Yaitu proses penyerapan air oleh benih sehingga kulit benih melunak dan terjadinya hidrasi dari protoplasma.
2. Perombakan cadangan makanan di dalam endosperm
3. Perombakan bahan-bahan makanan yang dilakukan oleh enzym.( amilase, protease, lipase)
- Karbohidrat dirombak menjadi glukosa
- Protein dirombak menjadi asam amino
- Lemak dirombak menjadi asam lemak dan gliserol.
4. Translokasi makanan ke titik tumbuh Setelah penguraian bahan-bahan karbohidrat, protein, dan lemak menjadi bentuk-bentuk yang terlarut kemudian ditranslokasikan ke titik tumbuh.
5 .Pembelahan dan pembesaran sel Assimilasi dari bahan-bahan yang telah diuraikan tadi di daerah meristematik menghasilkan energi bagi kegiatan pembentukan komponen dan pertumbuhan sel-sel baru.
6. Munculnya radikel dan plumula Akhirnya radikel dan plumula muncul dari kulit benih.

3. Fase Dewasa(Mature/Reproduktif/Generatif)
4. Fase Menua dan Aging (Senil/Senescence)
Beberapa faktor luar dapat menghambat ataumempercepat terjadinya senescence, misalnya :
1. Penaikan suhu, keadaan gelap, kekurangan air, dapat mempercepat terjadinya senescencedaun daun. Penghapusan bunga atau buah akan menghambat senescence tanaman.
3. Pengurangan unsur-unsur hara dalam tanah, air, penaikan suhu, berakibat menekan pertumbuhan tanaman yang berarti mempercepat senescence.

2.1.3 Macam-macam pertumbuhan dan perkembangan pada tanaman
A.Macam-macam pertumbuhan pada tumbuhan, yaitu:

1.Pertumbuhan primer adalah pertumbuhan yang memanjang baik yang terjadi pada ujung akar maupun ujung batang. Pertumbuhan primer dapat diukur secara kuantitatif yaitu dengan menggunakan alat auksanometer .


Pertumbuhan primer pada ujung akar dan ujung batang dapat dibedakan menjadi 3 daerah yaitu:
a. Daerah pembelahan sel, terdapat di bagian ujung akar. Sel-sel di daerah ini aktif membelah (bersifat meristematik)
b. Daerah perpanjangan sel, terletak di belakang daerah pembelahan. Sel-sel di daerah inimemiliki kemampuan untuk membesar dan memanjang.
c. Daerah diferensiasi sel, merupakan daerah yang sel-selnya berdiferensiasi menjadi sel-sel yang mempunyai fungsi dan struktur khusus.

2. Pertumbuhan sekunder adalah pertumbuhan yang dapat menambah diameter batang. Pertumbuhan sekunder merupakan aktivitas sel-sel meristem sekunder yaitu kambium dan kambium gabus. Pertumbuhan ini dijumpai pada tumbuhan dikotil. Prosesnya adalah sebagai berikut:
- Mula-mula kambium hanya terdapat pada ikatan pembuluh, yang disebut kambium vasis atau kambium intravasikuler. Fungsinya adalah membentuk xilem dan floem primer.
- Selanjutnya parenkim akar/batang yang terletak di antara ikatan pembuluh, menjadi kambium yang disebut kambium intervasis.
- Kambium intravasis dan intervasis membentuk lingkaran tahun  bentuk konsentris.Kambium yang berada di sebelah dalam jaringan kulit yang berfungsisebagai pelindung. Terbentuk akibat ketidakseimbangan antara permbentukan xilem dan floem yang lebih cepat dari pertumbuhan kulit.
- ke dalam membentuk feloderm : sel-sel hidup
- ke luar membentuk felem : sel-sel mati



B.Macam-macam Perkecambahan pada Biji

1. Perkecambahan hipogeal: apabila terjadi pembentangan ruas batang teratas (epikotil) sehingga daun lembaga tertarik keatas tanah tetapi kotiledon tetap di dalam tanah.
Contoh: perkecambahan pada biji kacang tanah dan kacang kapri.
2. Perkecambahan epigeal: apabila terjadi pembentangan ruas batang di bawah daun lembaga atau hipokotil sehingga mengakibatkan daun lembaga dan kotiledon terangkat ke atas tanah. Contoh: perkecambahan pada biji buncis dan biji jarak.

2.1.4 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan dan Perkembangan pada Tumbuhan
Pertumbuhan dan perkembangan pada tumbuhan dipengaruhi oleh faktor genetik dan hormon, air dan nutrisi, cahaya, oksigen, suhu, kelembapan, dan pH.

1. Faktor Genetik
Faktor genetik terdapat dalam gen. Gen terdapat di kromosom dalam inti sel. Gen ini mempengaruhi ukuran dan bentuk tubuh tumbuhan. Hal ini disebabkan karena gen berfungsi mengatur sintesis enzim untuk mengendalikan proses kimia dalam sel. Proses kimia dalam sel ini yang menyebabkan pertumbuhan dan perkembangan tubuh tumbuhan.


2. Faktor Hormon
Hormon adalah senyawa organik tumbuhan yang mampu menimbulkan respons fisiologi pada tumbuhan. Hormon tumbuhan bermacam-macam, tetapi ada lima hormon tumbuhan yang sangat penting, yaitu:
a. Auksin
Auksin adalah hormon yang berasal dari titik tumbuh tumbuhan, seperti ujung tunas, kambium, bunga, buah, dan ujung akar. Auksin berfungsi merangsang pertumbuhan sel ujung batang, pertumbuhan akar lateral dan akar serabut, dan merangsang pembentukan bunga dan buah. Selain itu, auksin berfungsi mempercepat aktivitas pembelahan sel titik tumbuh dan menyebabkan diferensiasi sel menjadi xilem.
b. Sitokinin
Sitokinin adalah zat tumbuh yang pertama kali ditemukan pada batang tembakau. Hormon ini memiliki beberapa fungsi, antara lain:
1) Merangsang diferensiasi sel-sel yang dihasilkan dalam meristem.
2) Menunda pengguguran dan penuaan daun.
3) Memperkecil dominasi apikal sehingga mendorong pertumbuhan tunas samping dan perluasan daun.
4) Memacu pembelahan sel dalam jaringan meristematik.
5) Merangsang pembentukan pucuk dan mampu memecah masa istirahat biji.
c. Giberelin
Giberelin merupakan zat tumbuh yang memiliki sifat seperti auksin. Giberelin terdapat di hampir semua bagian tanaman, seperti biji, daun muda, dan akar. Giberelin memiliki beberapa fungsi, antara lain:
1) Memacu perpanjangan secara abnormal batang utuh.
2) Mempengaruhi perkembangan bunga dan buah.
3) Mempengaruhi perkecambahan biji.
4) Merangsang pembelahan dan pemanjangan sel. Untuk tumbuhan yang kerdil, jika diberi giberelin akan tumbuh secara normal.
d. Gas Etilen
Gas etilen dihasilkan oleh buah yang sudah tua, tetap masih berwarna hijau yang disimpan dalam kantung tertutup agar cepat masak. Gas etilen juga berfungsi memacu perkecambahan biji, menebalkan batang, mendorong gugurnya daun, menunda pembungaan, dan menghambat pemanjangan batang kecambah.
e. Asam Absisat
Asam absisat adalah hormon yang menghambat pertumbuhan tumbuhan. Hormon ini sangat diperlukan tumbuhan pada saat kondisi lingkungan tidak baik. Contohnya, pada saat musim kering atau musim dingin, tumbuhan menggugurkan daunnya untuk mengurangi penguapan yang berlebihan. Hal ini dilakukan dengan cara mengatur penutupan dan pembukaan stomata, terutama pada saat kekurangan air.
3. Faktor Air dan Nutrisi
Tumbuhan membutuhkan air dan nutrisi untuk pertumbuhan dan perkembangannya. Nutrisi ini harus tersedia dalam jumlah cukup dan seimbang. Nutrisi diambil tumbuhan dari dalam tanah dan udara.
Unsur-unsur yang dibutuhkan tumbuhan dikelompokkan menjadi dua macam, yaitu zat-zat organik dan anorganik. Zat organik, seperti C, H, O, dan N, sedangkan zat anorganik, seperti Fe, Mg, K, dan Ca. Pertumbuhan tanaman akan terganggu jika salah satu unsur yang dibutuhkan tidak terpenuhi. Misalnya, kurangnya unsur nitrogen dan fosfor pada tanaman menyebabkan tanaman menjadi kerdil. Kekurangan magnesium dan kalsium menyebabkan tanaman mengalami klorosis (daun berwarna pucat).
4. Faktor Cahaya
Cahaya sangat diperlukan tumbuhan untuk melakukan fotosintesis. Proses ini menghasilkan zat makanan yang diperlukan tumbuhan untuk pertumbuhannya dan untuk disimpan sebagai cadangan makanan yang bisa dikonsumsi oleh manusia dan hewan.
Efek cahaya meningkatkan kerja enzim untuk memproduksi zat metabolik untuk pembentukan klorofil. Sedangkan, pada proses fotosintesis, intensitas cahaya mempengaruhi laju fotosintesis saat berlangsung reaksi terang.
Cahaya bermanfaat bagi tumbuhan terutama sebagai energi yang nantinya digunakan untuk proses fotosintesis. Cahaya juga berperan dalam proses pembentukan klorofil. Akan tetapi cahaya dapat bersifat sebagai penghambat (inhibitor) pada proses pertumbuhan, hal ini terjadi karena cahaya dapat memacu difusi auksin ke bagian yang tidak terkena cahaya. Sehingga, proses perkecambahan yang diletaan di tempat yang gelap akan menyebabkan terjadinya etiolasi


2.2 Pertumbuhan Generatif dan Fotomorfogenesis
2.2.1 Pengertian Pertumbuhan Generatif dan Fotomorfogenesis
Pertumbuhan generatif adalah pertumbuhan yang berkenaan dengan pembentukan bunga, buah, dan biji atau pertumbuhan yang melibatkan sel gamet.
Fotomorfogenesis adalah pengendalian genesis yang dipengaruhi oleh cahaya atau respon morfogenetik tumbuhan karena adanya cahaya.
2.2.2 Fase Pertumbuhan Generatif
a. Pembentukan bunga
Prosesnya dimulai dengan pembelahan dari sel-sel meristem ranting dan dahan melalui pembelahan meiosis menjadi sel-sel meristem generatif.Perubahan ini terjadi akibat masuknya macam-macam zat hormon dan zat lain ke dalam sel meristem. Perubahan dari meristem vegetatif menjadi meristem generatif ini membawa perubahan besar terhadap kehidupan tanaman, antara lain: aktivitas respirasi meningkat, asimilasi meningkat, dan dengan demikian kecepatan pengangkutan air, makanan dan hara ke arah bunga juga meningkat. Disini zat tumbuh memainkan peranan yang sangat penting.
b. Penyerbukan
Penyerbukan adalah pemindahan tepung sari dari anther atau kepala sari ke stigma atau kepala putik bunga, yang biasanya terjadi oleh angin atau serangga. Banyaknya maupun ukuran tepung sari sangat berbeda menurut jenis tanaman. Tepung sari merupakan sel berisi 2 inti yaitu inti tabung dan inti generative. Tanaman disebut menyerbuk sendiri apabila tepung sari menyerbuki putik dari pohon lain (dari tanaman sejenis). Beberapa menit setelah menyentuh putik, biasanya salah satu atau beberapa tepung sari membentuk tabung yang memungkinkan pengangkutan sperma zat tumbuh, enzim dan sebagainya, dari tepung sari ke dalam kantong embrio. Dengan demikian maka penyerbukan adalah penyatuan telur dengan sperma yang kemudian tumbuh menjadi embrio dan inti endosperma. Mekanisme penyerbukan sangat berbeda-beda, tergantung dari jenis tanaman.Penyerbukan dapat terjadi disebabkan :
• Pada bunga letak kepala putik di bawah kepala sari, sehingga serbuk sari dapat jatuh di atas kepala putik dengan mudah
• Kepala putik menempel pada kepala sari. Bila kepala sari pecah maka serbuk sari langsung kontak dengan kepala putik dan terjadilah penyerbukan
• Serbuk sari tertiup angin atau terbawa oleh organisme dan jatuh di atas kepala putik
Penyerbukan dapat terjadi dengan berbagai perantara :
• Perantara angin disebut Anemogami, dapat terjadi bila butir serbuknya amat ringan, kecil dan kering.Contoh : Pada pinus, damar, rumput-rumputan.
• Perantara air disebut Hidrogami.
Contoh : Pada tanaman air.
• Perantara hewan disebut Zoogami.
• Bila dengan perantara serangga disebut Entomogami, dengan perantara burung disebut Ornitogami, dengan perantara siput disebut Malakogami, dengan perantara kelelawar disebut Kiroptorogami

• Perantara manusia disebut Antropogami.
Contoh : Penyerbukan vanilli di Indonesia.
Menurut asal serbuk sari, penyerbukan dibedakan menjadi 4 :
• Autogami (penyerbukan sendiri)
Serbuk sarinya berasal dari satu bunga yang sama. Bila terjadi pada saat bunga belum mekar disebut Kleistogami.
• Geitonogami (penyerbukan tetangga)
Bila serbuk sari berasal dari bunga lain yang berada dalam satu pohon (satu individu).
• Alogami (penyerbukan silang)
Bila serbuk sari berasal dari bunga pohon lain yang masih satu spesies.


Kadang-kadang terjadi kegagalan penyerbukan dan pada beberapa jenis tumbuhan dan tidak mungkin terjadi autogami. Penyebabnya adalah sebagai berikut :
1. Dikogami : Bila waktu masaknya putik dan serbuk sari tidak bersamaan, hal ini disebabkan karena:
• Serbuk sari masak lebih dahulu daripada putiknya (protandri). Contoh : Seledri, Bawang Bombay, jagung
• Putik masak lebih dahulu daripada serbuk sari (protogini).
• Didesious
: Bila pada satu spesies, alat kelamin jantan dan betinanya terpisah
Contoh : Salak dan Melinjo (Gnetum Arremon)
2. Heterostili : Bila panjang antara tangkai benang sari dan tangkai putik tidak sama dan berbeda jauh.Contoh : Kopi, Kina dan Kaca piring.
3. Herkogami : Bila bentuk bunga tidak memungkinkan serbuk sari jatuh ke kepala putik. Contoh : Vanili
• Proses Penyerbukan dan Pembuahan
Butir serbuk/serbuk sari menempel pada kepala putik dan membentuk buluh serbuk (2 inti, inti vegetatif dan inti generatif), berjalan ke arah mikropil (pintu kandung lembaga). Kemudian inti generatif membelah menjadi 2 inti sperma. Sampai di mikropil, inti vegetatif mati, satu inti sperma membuahi sel telur disebut embrio. Satu inti sperma lain membuahi inti kandung lembaga menjadi endosperma (makanan cadangan bagi embrio).Karena pembuahannya berlangsung dua kali maka pembuahan pada Angiospermae disebut pembuahan ganda, serta disebut pembuahan tunggal pada Gymnospermae.Embrio pada tumbuhan berbiji tertentu dapat terbentuk karena beberapa sebab. yaitu :
• Melalui peleburan sperma dan ovum (Amfimiksis)
Tidak melalui peleburan sperma dan ovum (Apomiksis), yang dapat dibedakan atas:

Apogami : Embrio yang terbentuk berasal dari kandung lembaga. Misalnya: dari sinergid dan antipoda.
Partenogenesis : Embrio terbentuk dari sel telur yang tidak dibuahi.
Embrio adventif : Merupakan embrio yang terbentuk dari sel nuselus, yaitu bagian selain kandung lembaga.


c.Pembentukan biji
Proses penyerbukan selain membantu embrio dan endosperma juga mengakibatkan terbentuknya biji dan buah. Telur yang telah diserbuki baru membelah ketika embrio sudah terbentuk. Inti endosperma kemudian menjadi aktif dan membentuk endosperm, yaitu cadangan makanan untuk embrio yang mulai tumbuh. Ketika biji masak, endosperma mulai berkurang dan akhirnya terkumpul pada kotiledon. Pada jenis-jenis tanaman tertentu, seperti kelapa, endosperma tetap merupakan cadangan makanan dalam biji tua, dan dipergunakan ketika biji berkecambah.
d. Pembentukan buah
Walaupun ukuran, bentuk, warna, struktur dan sebagainya dari buah sangat beraneka warna dan ragamnya, namun cara pembentukannya pada umumnya sama yaitu sebagai perkembangan dan pembesaran dari pistil. Kegagalan dari penyerbukan biasanya memyebabkan gugurnya bunga. Bila penyerbukan berhasil maka zat tumbuh (auksin) yang terdapat dalam tepung sari diteruskan ke bakal buah dan menyebabkan perkembangan buah. Auksin yang terdapat dalam pistil mungkin juga menjadi aktif dan membantu dalam pembentukan buah.Perkembangan buah melibatkan proses pertumbuhan yang sangat kompleks. Telur yang dibuahi berkembang menjadi embrio, inti endosperma menjadi endosperma dan sebagainya. Perkembangan selanjutnya adalah sebagian akibat dari pembelahan dan pembesaran sel, seperti juga halnya di dalam meristem. Air, karbohidrat, protein, zat-zat hara, zat tumbuh dan sebagainya harus diangkut ke dalam buah dari bagian-bagian tanaman lain. Oleh karenanya selama perkembangan buah, pertumbuhan vegetative tanaman sangat terhambat dan cadangan makanan di bagian tanaman seperti batang dan akar berada dalam keadaan minim.Setelah buah mencapai ukuran optimal, maka pemasakan buah terjadi dengan terbentuknya gas etilen yang mempercepat proses pemasakan buah. Dalam dunia perdagangan, gas etilen banyak dipergunakan untuk pemasakan buah, misalnya penyemptrotan buah kopi dengan ethrel untuk menyeragamkan pemasakan buah.Faktor-faktor yang mempengaruhi pembungaan antara lain adalah:
a. Intensitas cahaya matahari : pembungaan dari banyak jenis tanaman dirangsang oleh intensitas cahaya.
b. Kualitas cahaya: terutama bagian sinar jingga sampai merah adalah yang terbanyak mempengaruhi pembungaan.
c. Panjang hari: ada jenis-jenis tanaman yang dirangsang pembungaan oleh hari pendek (tanaman hari pendek) dan ada yang dirangsang oleh hari panjang (tanaman hari panjang).
d. Metabolisme karbohidrat dan nitrogen: walaupun pembungaan terutama dirangsang oleh hormon, namun perbandingan antara C dan N tampaknya juga mempengaruhi pembungaan. Dalam batas-batas tertentu nisbah C/N yang rendah merangsang pertumbuhan vegetative, dan nisbah C/N yang tinggi merangsang pembungaan pada tanaman tertentu.

2.2.3 Penerima Cahaya Pada Tumbuhan
1. Fitokrom.
Paling kuat menyerap cahaya merah dan merah jauh. Ada juga fitokrom penyerap cahaya biru. Penemuan fitokrom dari hasil pengamatan 1920, bahwa perbandingan lamanya masa penyinaran dan masa gelap mengendalikan pembungaan pada tumbuhan tertentu.
Fitokrom adalah reseptor cahaya, suatu pigmen yang digunakan oleh tumbuhan untuk menyerap (mendeteksi) cahaya. Sebagai sensor, ia terangsang oleh cahaya merah dan infra merah. Infra merah bukanlah bagian dari cahaya tampak oleh mata manusia namun memiliki panjang gelombang yang lebih besar daripada merah.
Fitokrom ditemukan pada semua tumbuhan. Molekul yang serupa juga ditemukan pada bakteri. Tumbuhan menggunakan fitokrom untuk mengatur beberapa aspek fisiologi adaptasi terhadap lingkungan, seperti fotoperiodisme (pengaturan saat berbunga pada tumbuhan), perkecambahan, pemanjangan dan pertumbuhan kecambah (khususnya pada dikotil), morfologi daun, pemanjangan ruas batang, serta pembuatan (sintesis) klorofil.
Secara struktur kimia, bagian sensor fitokrom adalah suatu kromofor dari kelompok bilin (jadi disebut fitokromobilin), yang masih sekeluarga dengan klorofil atau hemoglobin (kesemuanya memiliki kerangka heme). Kromofor ini dilindungi atau diikat oleh apoprotein, yang juga berpengaruh terhadap kinerja bagian sensor. Kromofor dan apoprotein inilah yang bersama-sama disebut sebagai fitokrom. Kromofor (chromophore) adalah bagian dari pigmen yang paling sensitif terhadap rangsangan cahaya. Kromofor berfungsi sebagai antena, alat penangkap gelombang elektromagnetik pada panjang gelombang tertentu.
Tumbuhan hari pendek (membutuhkan waktu malam yang lebih panjang untuk berbunga), akan terhambat bila dalam waktu malamnya diseling ada cahaya dalam waktu singkat. Yang paling efektf adalah cahaya merah jauh yang menghambat pembungaan tumbuhan hari pendek.
Cahaya merah memacu perkecambahan biji-bijian, tetapi cahaya merah jauh dan biru menghambat. Cahaya merah jauh panjang gelombangnya lebih panjang dr cahaya merah 700-800 nm (diatas 760 tdk terlihat oleh mata atau inframerah dekat).
Pigmen cahaya merah disebut Pr (666 nm) , pigmen cahaya biru dapat diubah oleh cahaya merah menjadi Pfr (730 nm) yang dapat menyerap cahaya merah jauh (warna hijau zaitun). Dan pigmen biru bisa dihasilkan oleh Pfr.
Fitokrom merupakan homodiner dr dua polipeptid identik, dgn Bm 120kDa Polipeptid tadi masing-masing mempunyai gugus prostetik disebut kromofor yang menempel pada atom belerang pada residu sisteinnya. Kromofor pada tetrapirolrantai terbuka, tersebut serupa dengan pigmen pikobulin untuk fotosintesis gangang merah dan sianobakteri Perubahan cis-trans g mengubah Pr menjadi Pfr.
Fitokrom adalah jenis unik dari kromoprotein yang berperan di sebagian besar tahap pertumbuhan tumbuhan dari perkecambahan biji sampai pertumbuhan bunga. Peran fitokrom ini sudah dapat diprediksi berdasarkan pada percobaan fisiologi yang mendemonstrasikan fotoreversibilitas dengan cahaya merah (660nm) dan cahaya merah jauh (730 nm). Pigmennya berperan dalam dua bentuk: Pr menyerap maksimal pada 660 nm dan Pfr menyerap maksimal pada 730 nm. Ketika Pr menyerap cahaya merah, ini akan diubah menjadi Pfr. Ketika Pfr menyerap cahaya merah jauh, ini akan dirubah menjadi Pr. Peranan fisik fitokrom ditetapkan dengan demonstrasi perubahan penyerapan in vivo oleh fotoreveribel yang telah diprediksi. Pada Arabidopsis, ada 5 gen fitokrom yang mengkode 5 jenis fitokrom (PHYA-E).
Fitokrom A (PHYA) mengakumulasi pada pertumbuhan gelap biji sebagai PrA yang stabil. Pfra tidak stabil dan ini akan merusak separuh aktivitas hidup sebanyak 1 sampai 1,5 jam. PHYB di ekspresikan pada level rendah antara terang dan gelap. PfrB adalah stabil, dengan separuh aktivitas sebanyak 8 jam atau lebih. Campuran dari cahaya merah dan cahaya merah jauh (atau cahaya putih) akan membangun/menjadikan suatu campuran fotoekuilibrium dari Pr dan Pfr. Pfr adalah bentuk aktif secara fisik. Fitokrom adalah kromoprotrein kebiru-biruan dengan masa molekul sekitar 124 kDa. Kromofor adalah suatu tetrapyrrole rantai terbuka yang strukturnya hampir sama dengan fikosianin. Fototransformasi dari fitrokrom mencakup perubahan conformasional pada kromoplas maupun protein.
Efek fitokrom-antara secara tepat dibedakan menjadi 3 kategori berdasarkan pada energi yang dibutuhkan: very low fluence responses (VLFR)/respon yang sangat rendah tapi lancar, low fluence responses (LFR)/respon dan aliran rendah, dan high irradiance reactions (HIR)/reaksi pemancaran yang tinggi. LFRs mencakup respon fitokrom fotoreversibel secara klasik seperti perkecambahan biji dan deetiolasi. LFRs membawa informasi kepada biji tentang posisi relatifnya terhadap permukaan tanah dan memaksimalkan potensi untuk berkecambah menjadi tegak dan dapat menangkap cahaya dan memulai fotosintesis sebelum nutrisi cadangan pada biji habis. VLFRs tidak fotoreversibeldan sangat sulit untuk dikaji karena ini menjenuhkan cahaya pada level tersebut karena konversi penghitungan dari Pr menjadi Pfr. HIRs dibutuhkan dalam jangka waktu lama pada pemancaran tinggi, waktunya tergantung dan HIRs tidak fotoreversibel.
Pada kondisi alam, nilai fotoekuilibrium fitokrom (Pfr/P) berhubungan dengan rerata kelancaran aliran cahaya merah sampai cahaya merah jauh. Hal ini seperti bahwa fitokrom (mungkin PHYB) adalah sensor yang mendeteksi perubahan pada rasio merah atau merah jauh yang terjadi dibawah kanopi dan sebagai sinyal akhir hari. Jika demikian, fitokrom memberikan informasi pada tumbuhan tentang kedekatan dengan lingkungannya dan berkontribusi pada mekanisme time-sensing.
Fitokrom tampak untuk mengoperasikan lebih dari satu level. Didokumentasikan terbaik adalah yang berhubungan dengan komposisi membranatau ekspresi gen (contohnya regulasi pada transkripsi mRNA). Transduksi sinyal oleh aksi fitokrom tidak diketahui, tapi diidentifikasi oleh satu atau lebih fitokromdefisien mutan adalah langkah awal dalam sistem regulatori ini.
2. Kriptokrom
Sekelompok pigmen yang serupa mampu menyerap cahaya biru dan panjang gelombang ultraviolet 320-400 nm, karena peran pentingnya pada kriptogram (tumbuhan tak berbunga). UV A panjang gelombang antara 320-400 nm. Kriptokrom diduga berupa flavoprotein (melekat antara protein dan riboflavin), diduga bersatu dengan protein sitokrom pada membram plasma. Puncak kerjanya di daerah biru-ungu 450 nm.
3. Penerima cahaya UV-B
Senyawa tak dikenal/bukan pigmen yg menyerapradiasi UV 280-320 nm
4. Protoklorofilida a
Pigmen cahaya yang menyerap cahaya merah dan biru , bisa tereduksi menjadi klorofil Aa.