Jumat, 16 September 2011

NUKLIR


Sejarah

Pada masa antara Perang Dunia I dan Perang Dunia II, Amerika Serikat telah bangkit menjadi terkenal dalam fisika nuklir, didorong oleh hasil kerja dari beberapa imigran dan fisikawan lokal. Ilmuwan-ilmuwan ini telah mengembangkan alat dasar untuk riset nuklir -- cyclotron dan pemercepat partikel lainnya -- dan telah menggunakan alat baru tersebut untuk menemukan zat-zat baru, termasuk radioisotop seperti Carbon-14.

Ide awal dari energi nuklir 


Salah satu akselerator partikel awal yang bertanggung jawab atas pengembangan bom atom, dan dan digunakan untuk membantu riset yang berkaitan dengan Proyek Manhattan. Dibangun pada 1937 olehPhilips dari Eindhoven kini ada di Museum Sains Nasional di London.
Enrico Fermi mengingat awal proyek dalam pidato yang dilontarkan pada 1954 ketika dia pensiun sebagai Presiden dari American Physical Society.

Saya sangat ingat di bulan pertama, Januari 1939, selagi saya mulai bekerja di Laboratorium Pupin karena banyak hal terjadi sangat cepat. Dalam periode itu, Niels Bohr masih mengajar di Universitas Princeton dan saya ingat suatu sore willis Lamb kembali dengan sangat gembira dan berkata bahwa Bohr telah membocorkan berita besar. Berita besar itu adalah tentang penemuan fisi nuklir dan garis besar dari interpretasinya. Kemudian, pada bulan itu juga, ada beberapa pertemuan di Washington di mana pentingnya penemuan baru tersebut dibicarakan dalam pembicaraan "semi-jocular" sebagai sumber yang memungkinkan dari tenaga nuklir.

Ilmuwan nuklir Leó Szilárd, Edward Teller dan Eugene Wigner (semuanya pengungsi Yahudi dari Hongaria karena Hitler) percaya bahwa energi yang dilepas dalam fisi nuklir dapat diguankan dalam bom oleh Jerman. Mereka membujuk Albert Einstein, salah satu ilmuwan paling terkenal dunia dan juga pengungsi Yahudi, untuk memperingati Presiden Franklin D. Roosevelt akan bahaya ini dalam sebuah surat pada 2 Agustus, 1939 yang dirancang oleh Szilárd [2]. Sebagai balasan akan peringatan tersebut Roosevelt mendorong riset lebih lanjut menjadi keamanaan nasional implikasi fisi nuklir. Setelah pemboman Hiroshima, Einstein kemudian berkomentar "Saya dapat membakar tangan saya karena menulis surat kepada Roosevelt." Ankatan Laut menganugrahkan pendanaan energi atom pertama sebesar $6.000 untuk eksperimen frafit, yang tumbuh menjadi Proyek Manhattan di bawah kepempinan ilmiah dari J. Robert Oppenheimer dan Enrico Fermi.
Roosevelt menciptakan ad hoc Komite Uranium di bawah "chairmanship" ketua National Bureau of Standards Lyman Briggs. Dia memulai program riset kecil pada 1939 di Laboratorium Riset Naval di Washington, di mana fisikawan Philip Abelson mengecek pemisahan isotop uranium. Di Universitas Columbia fisikawan nuklir dilahirkan di Italia Enrico Fermi membuat prototipe reaktor nuklir menggunakan berbagai konfigurasi dari grafit dan uranium. Pada 9 Oktober 1941 Roosevelt mengijinkan pengembangan senjata nuklir.
Vannevar Bush, direktur Carnegie Institution Washington, mengatur National Defense Research Committee pada 1940 untuk memobilisasi sumber daya ilmiah Amerika Serikat untuk mendukung perang.
Laboratorium baru diciptakan, termasuk Radiation Laboratory at the Massachusetts Institute of Technology, yang membantu pengembangan radar, dan Underwater Sound Laboratory di San Diego, yang mengembangkan sonar.
National Defense Research Council (NDRC) juga mengambil alih proyek uranium. Pada 1940, Bush dan Roosevelt menciptakan Office of Scientific Research and Development untuk mengembangkan upaya tersebut.
Proyek Uranium tidak mengalami kemajuan pada musim semi 1941, ketika kabar datang dari penghitungan Britania oleh Otto Frisch dan Fritz Peierls. Laporan tersebut, dipersiapkan oleh Komite MAUD, yang merupakan sebuah sub-komite untuk "Scientific Survey of Air Warfare " di bawah G.P. Thomson, profesor fisika di Imperial College, London, menunjukan bahwa jumlah isotop dapat terfissi dari uranium, U-235, yang sangat sedikit dapat memproduksi ledakan yang sama dengan beberapa ratus ribu ton TNT.
Akademi Ilmu Pengetahuan Nasional mengusulkan usaha penuh untuk membangun senjata nuklir, Bush menciptakan komite khusus, Komite S-1, untuk membimbing usaha tersebut. Ini terjadi sehari sebelum Jepang menyerang Pearl Harbor, pada 7 Desember 1941, dan berarti dimulainya perang bagi Amerika Serikat.
Ilmuwan di departemen fisika University of Chicago Metallurgical Laboratory, University of California Radiation Laboratory dan Universitas Columbia, mempercepat kerja mereka untuk menyiapkan bahan nuklir untuk sebuah senjata. Mereka harus belajar memisahkan Uranium 235 dari bijih uranium mentah (kebanyakan dari Uranium 238), dan mereka juga harus bisa bagaimana menciptakan plutonium, sebuah unsur yang sangat jarang, dengan pengeboman Uranium alami (U-238) dalam sebuah reaktor dengan netron yang diproduksi oleh Uranium 235. Dimulai pada 1942, pabrik besar dibuat untuk memproduksi Uranium 235 di Oak Ridge National Laboratory di Tennessee dan untuk memproduksi plutonium di Hanford Site di luar Richland, Washington.
Ketika AS masuk dalam PDII pada Desember 1941, beberapa proyek sedang berjalan untuk menyelidiki pemisahan uranium 235 yang dapat difisikan dari uranium 238, pembuatan plutonium, dan kemungkinan tumpukan nuklir dan peledakannya.
Fisikawan dan penerima Nobel Arthur Holly Compton mengatur Laboratorium Metalurgis di Universitas Chicago pada awal 1942 untuk mempelajari plutonium dan tumpukan fisi. Compton menanyakan fisika teori kepada Dr. J. Robert Oppenheimer dari Universitas California untuk mengambil alih riset dalam penghitungan netron cepat, penting bagi kemungkinan sebuah senjata nuklir. John Manley, seorang fisikawan di Laboratorium Metalurgis Universitas Chicago, ditugasi untuk menolong Dr. Oppenheimer mencari jawaban dengan mengkoordinasi dan menghubungi beberapa grup fisikawan eksperimen yang tersebar di pelosok negara.
Pada musim semi 1942, Oppenheimer dan Robert Serber dari Universitas Illinois, bekerja dalam masalah difusi netron (bagaimana netron bergerak dalam reaksi berantai) dan hidrodinamika (bagaimana ledakan yang diproduksi oleh reaksi berantai berperilaku).
Untuk mereview hasil kerja ini dan teori umum dari reaksi fissi, Oppenheimer mengadakan belajar musim panas di Universitas California, Berkeley pada Juni 1942. Teoritis Hans Bethe, John Van Vleck, Edward Teller, Felix Bloch, Emil Konopinski, Robert Serber, Stanley S. Frankel, dan Eldred C. Nelson (tiga terakhir adalah bekas murid Oppenheimer) menyimpulkan bahwa sebuah bom fissi bisa terjadi. Para ilmuwan ini menyarankan bahwa reaksi tersebut dapat diawali oleh pembuatan sebuah massa kritikal - jumlah ledakan nuklir yang cukup untuk menahannya - baik dengan menembakan dua massa subkritikal plutonium atau uranium 235 bersamaan atau dengan menghancurkan ("imploding") sebuah bola kosong terbuat dari bahan tersebut dengan sebuah selimut peledak besar. (Serber memberikan kredit ide awal dari implosi kepada Tolman). Sampai jumlahnya dapat diketahui lebih lanjut, hanya ini yang dapat dilakukan.
Teller melihat kemungkinan lain: Dengan mengelilingi fisi bom dengan deuterium dan tritium, sebuah "bom super" yang jauh lebih kuat dapat dibuat. Konsep ini berdasarkan penelitian produksi energi dalam bintang-bintang yang dibuat oleh Bethe sebelum perang. Ketika gelombang detonasi dari bom fisi digerakan melalui campuran nuklei deuterium dan tritium, mereka akan memfusi menjadi satu untuk memproduksi energi yang lebih banyak dari yang dapat diproduksi oleh fissi, dalam proses fusi nuklir, seperti unsur difusi di matahari untuk menciptakan cahaya dan panas.
Bethe merasa skeptik, dan Teller mendorong kuat untuk "bom super"nya, dan mengusulkan skema demi skema, Bethe menolak semuanya. Idenya harus ditaruh kesamping ketika bom fisi, dan perang, telah selesai. "Bom super" itu atau alat termonuklir, diproduksi setelah perang dan dites pada 1952, setelah perang politik antara Teller melawan Oppenheimer, yang berakhir dengan kalahnya Oppenheimer yang kehilangan status resminya, dan menggunakan metode yang berbeda dari ide Teller, yang Bethe benar ketika menolaknya.)
Teller juga menaikkan kemungkinan bahwa sebuah bom atom dapat "menyalakan" atmosfer, dikarenakan reaksi fusi hipotetik dari nuklei nitrogen. Bethe menunjukkan, menurut Serber, secara teoritis hal tersebut tak dapat terjadi; dalam bukunya The Road from Los Alamos. Bethe mengatakan bahwa sebuah penolakan yang tiulis oleh Kononpinski, C. Marvin, dan Teller di laporan LA-602 (dibuka kerahasiaanya pada Februari 1973 [3]), menunjukkan tidak mungkin. Menurut Serber, Oppenheimer memberitahukan kepada Arthur Compton, yang tidak bisa diam. Kemudian hal ini masuk ke dokumen yang berlanjut ke Washington" yang menuju ke pertanyaan "tidak pernah dikasih istirahat". Menurut Bethe, kekacauan ini datang lagi pada 1975 ketika hal ini muncul di sebuah artikel majalah oleh H.C. Dudley, yang mendapat ide ini dari sebuah laporan oleh Pearl Buck dari interview yang dia lakukan dengan Arthur Compton di 1959, di mana dia tidak mengerti Compton seluruhnya! Kecemasan ini tidak pernah hilang di pikiran beberapa orang sampa tes Trinity; meskipun begitu kalau saja Bethe salah, kita tak akan pernah tahu.
Konferensi musim panas, hasilnya yang kemudian dirangkum oleh Serber di "The Los Alamos Primer" (LA-1 online), memberikan dasar teoritikal asli berdasarkan untuk rancangan bom atom, yang kemudian menjadi tugas utama di Los Alamos saat perang, dan ide bom-H, yang menhantui Laboratorium tersebut di masa setelah perang.
Pengukuran interaksi neutron cepat dengan bahan di sebuah bom sangatlah penting karena jumlah neutron yang diproduksi dalam fissi uranium dan plutonium harus diketahui, dan karena zat yang mengelilingi bahan nuklir hari memliki kemampuan untuk memantulkan, atau menyebarkan, neutron kembali ke reaksi berantai sebelum dia meledak dalam rangka untuk meningkatkan energi yang diproduksi. Oleh karena itu, ciri-ciri penyebaran neutron dari bahan tersebut harus diukur untuk mencari pemantul yang terbaik.
Memperkirakan tenaga ledakan membutuhkan pengetahuan dari banyak ciri-ciri nuklir lainnya, termasuk persimpangan (sebuah ukuran kemungkinan sebuah pertemuan antara partikel yang menghasilkan dalam sebuah efek yang ditentukan) untuk proses-proses neutron nuklir di uranium dan unsur lainnya. Neutron cepat hanya dapat diproduksi oleh pemercepat partikel, yang masih merupakan alat yang tidak umum dalam departemen fisika pada 1942.
Koordinasi yang lebih baik sangat dibutuhkan. Pada September 1942, kesulitan terlibat dengan melakukan penelitian awal tentang senjata nuklir di universitas tersebar di seluruh negara yang menandakan kebutuhan untuk sebuah laboratorium yang dibuat untuk tujuan tersebut saja. Kebutuhan ini dibayangi oleh permintaan pabrik untuk meproduksi uranium-235 dan plutonium - bahan dapat difissi yang menyediakan peledak nuklir.
Vannevar Bush, kepala sipil Office of Scientific Research and Development (OSRD), menanyakan Presiden Roosevelt untuk menugaskan operasi skala-besar yang dihubungi dengan proyek senjata nuklir yang berkembang untuk militer. Roosevelt memilih Angkatan Darat untuk bekerja dengan OSRD dalam membangun pabrik produksi. Army Corps of Engineers memilih Kol. James Marshall untuk mengawasi konstuksi pabrik untuk memisahkan isotop uranium dan pemroduksian plutonium untuk bom tersebut.
Ilmuwan OSRD telah mecoba beberapa metode untuk memproduksi plutonium dan memisahkan uranium-235 dari uranium, namun tidak ada dari proses tersebut yang siap untuk produksi - hanya jumlah mikroskopik yang telah disediakan.
Hanya satu cara - pemisahan elektromagnetik, yang telah dikembangkan oleh Ernest Lawrence di University of California Radiation Laboratory di University of California, Berkeley - terlihat meyakinkan pada saat untuk produksi skala-besar. Namun ilmuwan tidak dapat berhenti mempelajari metode berpotensial lainnya untuk memproduksi bahan yang dapat terfissi, karena proses tersebut sangat mahal dan karena sangat tidak bisa terjadi proses tersebut dapat memproduksi cukup bahan sebelum perang berakhir.
Marshall dan deputinya, Kol. Kenneth Nichols, harus berjuang untuk mengerti baik proses dan juga ilmuwan yang bekerja sama dengan mereka. Tiba-tiba menerobos masuk ke dalam bidang fisika nuklir yang baru, mereka merasa tidak mampu untuk membedakan antara keinginan teknikal dan pribadi. Meskipun mereka memutuskan bahwa sebuah lokasi di dekat Knoxville, Tenn., akan cocok untuk pabrik produksi pertama, mereka tidak tahu betapa besar lokasi tersebut dan membatalkan pengambilannya. Ada masalah lain juga.
Karena sifat eksperimen, kerja senjata nuklir tidak dapat bertanding dengan tugas Angkatan Darat lainnya yang lebih penting. Pemilihan kerja ilmuwan dan konstruksi pabrik-produksi sering kali tertunda karena ketidakmampuan Marshall untuk mendapatkan bahan yang sangat penting, seperti baja, yang juga dibutuhkan di produksi militer lainnya.
Bahkan memilih nama untuk proyek AD tersebut pun sulit. Nama yang dipilih oleh Jend. Brehon Somerwell, "Pengembangan Bahan Pengganti", sangat tidak tepat karena terlihat mengungkapkan terlalu banyak.

Distrik Teknik Manhattan

Pada musim panas 1942, Kol. Leslie Groves merupakan seorang deputi dari ketua konstruksi untuk Army Corps of Engineers dan telah mengawasi konstuksi Pentagon, gedung perkantoran terbesar di dunia. Groves menolak berat ketika Somervell menunjuk dia untuk mengawasi proyek senjata. Keberatannya ditolak dan Groves mengundurkan diri daripada memimpin proyek yang dia pikir memiliki sedikit kesempatan untuk sukses.


Pemilihan tempat di AS yang penting untuk Proyek Manhattan.
Hal pertama yang dia lakukan adalah "mechristen" proyek The Manhattan District. Namanya berkembang dari kebiasaan Corps of Engineers menamakan distrik setelah nama markas besarnya (markas besar Marshall berada di kota New York). Pada saat yang bersamaan, Groves dipromosikan menjadi brigadir jenderal, yang memberikan dia kesempatan berhadapan dengan ilmuwan senior dalam proyek tersebut.
Dalam seminggu sejak penunjukannya, Groves telah memecahkan masalah paling penting Proyek Manhattan. Gayanya yang kuat dan efektif segera terkenal di antara ilmuwan atom.
Hambatan ilmiah utama yang pertama dipecahkan pada 2 Desember 1942 di bawah tempat duduk stadion Stagg Field di University of Chicago, di mana sebuah kelompok yang dipimpin Enrico Fermi menggagas reaksi rantai nuklir pertama yang berkelanjutan. Sebuah panggilan telepon sandi dari Compton yang mengatakan, "Navigator Italia (Fermi) telah mendarat di Dunia Baru, penduduk aslinya bersahabat" kepada Conant di Washington, DC, menimbulkan berita bahwa percobaan itu berahsil. Inilah titik balik utama.

[sunting] Dua jalan yang berbeda untuk bom



Jenderal Leslie Groves (di kiri) ditunjuk sebagai ketua militer Proyek Manhattan, sedangkan Robert Oppenheimer (di kanan) ialah direktur ilmiah.
Masalah industri berpusat pada produksi bahan fisil yang cukup. 2 usaha paralel dan yang sepenuhnya terpisah dijalankan. Satu proyek memproduksin bom uranium dan proyek lainnya memproduksi 2 bom plutonium, semuanya berhasil diledakkan.
Bom Hiroshima, Little Boy, dibuat dari Uranium-235, isotop uranium yang jarang yang harus dipisahkan secara fisik dari isotop uranium-238 yang lebih lazim, yang tidak cocok digunakan sebagai alat peledak. Pemisahan itu sebagian besar diakibatkan oleh difusi gas uranium heksafluorida (UF6), namun juga oleh teknik lain, seperti difusi termal, dan metode kalutron, menggunakan asas pemisahan magnetik spektrometer massa. Sebagian besar kerja pemisahan ini dipertunjukkan di Oak Ridge. Bom uranium menggunakan yang disebut mekanisme "pistol" untuk mengumpulkan massa kritis U-235; satu massa U-235, the "bullet," ditembaki tabung ke dalam massa lain U-235, menimbulkan massa kritis U-235 dan menghasilkan ledakan besar.
Namun sebaliknya, bom yang digunakan dalam uji pertama di Trinity Site, New Mexico, dan juga dalam pengeboman Nagasaki, Fat Man, terutama terbuat dari Plutonium-239. Plutonium ialah unsur sintetis yang, dalam bentuk yang diciptakan oleh reaktor yang digunakan untuk memproduksinya, terlalu banyak memuat isotop yang terlalu mudah mengalami pemisahan untuk digunakan dalam alat jenis senapan. (Karena kecepatan yang relatif rendah dari alat jenis senapan, bom plutonium mungkin "melempem" (yakni meledakkan sebagian darinya), sebelum menghasilkan daya maksimum). Alat yang disebut "implosion" yang menggunakan bidang plutonium yang mengempis ke dalam, lebih cepat dan dijanjikan solusi yang lebih baik terhadap masalah itu. Banyak ilmuwan di Los Alamos berkonsentrasi pada rancangan alat implosion selama proyek.
Walau Uranium-238 sia-sia dibuat bom atom, U-238 diperlukan untuk menciptakan plutonium -- karena U-235 memproduksi neutron yang relatif lambat, U-238 akan menyerap neutron dan, setelah perjalanan melalui reaktor dan pembusukan beberapa hari, U-238 akan berubah menjadi plutonium-239. Produksi dan penyaringan plutonium ialah di tengah masa perang, dan pasca perang, usaha di Hanford Site, menggunakan teknik yang dikembangkan sebagian oleh Glenn Seaborg.
Uji coba bom plutonium langsung yang pertama ialah pada 16 Juli 1945, dekat Alamagordo, New Mexico, dan diberi nama "Trinity". "Energi yang dihasilkan dalam tes beberapa kali lebih besar daripada yang diharapkan kelompok ilmuwan." (Laporan resmi)

Usaha yang mirip

Usaha yang mirip dijalankan di Uni Soviet yang dikepalai oleh Igor Kurchatov (dengan perbedaan spesifik dalam beberapa pengamatan PD II Kurchatov yang berasal dari tangan kedua dari negara-negara Proyek Manhattan, berterima kasih pada mata-mata, termasuk setidaknya 2 orang pada kelompok ilmiah di Los Alamos, Klaus Fuchs dan Theodore Hall, tak dikenal masing-masing). Usaha di Jerman Nazi, (dikepalai oleh Werner Heisenberg,) dan di Jepang, juga dijalankan selama perang.
Bersama dengan usaha kriptografi yang dipusatkan di Bletchley Park di Inggris, Arlington Hall dan Naval Communications Annex (semuanya dalam sekolah putri swasta yang disita di Washington DC), dan perkembangan radar gelombang mikro di laboratorium radiasi MIT, Proyek Manhattan mewakili salah satu dari sedikit usaha teknologi yang besar, dan rahasia yang ditimbulkan oleh konflik Perang Dunia II.

Lihat pula

Baacaan lebih lanjut

  • Badash, Lawrence, Joseph O. Hirschfelder, Herbert P. Broida, (eds) Reminiscences of Los Alamos, 1943-1945, Dordrecht, Boston: D. Reidel, 1980, ISBN 90-277-1097-X, LoC QC791.96.R44
  • Bethe, Hans A. The Road from Los Alamos, NY: Simon and Schuster, 1991, ISBN 0-671-74012-1
  • Groueff, Stephane, Manhattan Project: The Untold Story of the Making of the Atomic Bomb, (Boston: Little, Brown & Co, 1967) The definitive history of the technical work of the Project, including many of its little-known technical achievments.
  • Jungk, Robert, Brighter Than a Thousand Suns: A Personal History of the Atomic Scientists, (NY: Harcourt, Brace, 1956, 1958)
  • Groves, Leslie, Now it Can be Told: The Story of the Manhattan Project (New York: Harper, 1962) The managerial history of the Project, by its leader.
  • Herken, Gregg, Brotherhood of the Bomb : The Tangled Lives and Loyalties of Robert Oppenheimer, Ernest Lawrence, and Edward Teller (New York: Henry Holt and Co., 2002). ISBN 0-8050-6588-1
  • Hoddeson, Lillian, Paul W. Henriksen, Roger A. Meade, and Catherine L. Westfall, Critical Assembly: A Technical History of Los Alamos Druring the Oppenheimer Years, 1943-1945, Cambridge, 1993
  • Nichols, Kenneth David, The Road to Trinity: A Personal Account of How America's Nuclear Policies Were Made (New York: William Morrow and Company Inc, 1987). ISBN 0-688-06910-X
  • Rhodes, Richard, The Making of the Atomic Bomb (New York: Simon & Schuster, 1986) ISBN 0-671-44133-7 An excellent contemporary overall history of the Project.
  • Serber, Robert, The Los Alamos Primer: The First Lectures on How to Build an Atomic Bomb (University of California Press, 1992) ISBN 0-520-07576-5 Original 1943, "LA-1", declassified in 1965. (Available on Wikimedia Commons).
  • Serber, Robert, Peace and War: Reminiscences of a Life on the Frontiers of Science, (NY: Columbia Un. Press, 1998), ISBN 0-231-10546-0, LoC QC16.S46A3 1998
  • Sherwin, Martin J., A World Destroyed: The Atomic Bomb and the Grand Alliance (New York: Alfred A. Knopf, 1975). ISBN 0-394-49794-5
  • Smyth, Henry DeWolf, Atomic Energy for Military Purposes; the Official Report on the Development of the Atomic Bomb under the Auspices of the United States Government, 1940-1945 (Princeton: Princeton University Press, 1945). (Smyth Report)
  • US House of Representatives, 81st Congress, 2nd Session, Committee on Un-American Activities, Hearings Regarding Shipment of Atomic Material to the Soviet Union During World War II (DC, US Gov Printing Office [GPO], 1950

TUMBUHAN TINGKAT TINGGI

                         TUMBUHAN TINGKAT TINGGI

Pada tumbuhan kelas / tingkat tinggi dapat dibedakan atau dibagi menjadi dua macam, yaitu tumbuh-tumbuhan berbiji keping satu atau yang disebut dengan monokotil / monocotyledonae dan tumbuhan berbiji keping dua atau yang disebut juga dengan dikotil / dicotyledonae. Ciri-ciri tumbuhan monokotil dan dikotil hanya dapat ditemukan pada tumbuhan subdivisi angiospermae karena memiliki bunga yang sesungguhnya.
Perbedaan ciri pada tumbuhan monokotil dan dikotil berdasarkan ciri fisik pembeda yang dimiliki :
1. Bentuk akar
- Monokotil : Memiliki sistem akar serabut
- Dikotil : Memiliki sistem akar tunggang
2. Bentuk sumsum atau pola tulang daun
- Monokotil : Melengkung atau sejajar
- Dikotil : Menyirip atau menjari
3. Kaliptrogen / tudung akar
- Monokotil : Ada tudung akar / kaliptra
- Dikotil : Tidak terdapat ada tudung akar
4. Jumlah keping biji atau kotiledon
- Monokotil : satu buah keping biji saja
- Dikotil : Ada dua buah keping biji
5. Kandungan akar dan batang
- Monokotil : Tidak terdapat kambium
- Dikotil : Ada kambium
6. Jumlah kelopak bunga
- Monokotil : Umumnya adalah kelipatan tiga
- Dikotil : Biasanya kelipatan empat atau lima
7. Pelindung akar dan batang lembaga
- Monokotil : Ditemukan batang lembaga / koleoptil dan akar lembaga / keleorhiza
- Dikotil : Tidak ada pelindung koleorhiza maupun koleoptil

8. Pertumbuhan akar dan batang
- Monokotil : Tidak bisa tumbuh berkembang menjadi membesar
- Dikotil : Bisa tumbuh berkembang menjadi membesar
A. Contoh tumbuhan monokotil :
- Kelapa, Jagung, dan lain sebagainya.
B. Contoh tumbuhan dikotil :
- Kacang tanah, Mangga, Rambutan, Belimbing, dan lain-lain.

Ø SPERMATOPHYTA (TUMBUHAN BERBIJI)

Spermatophyta (tumbuhan berbiji) memiliki ciri-ciri antara lain: makroskopis dengan ketinggian bervariasi, bentuk tubuhnya bervariasi, cara hidup fotoautotrof, habitatnya kebanyakan di darat tapi ada juga yang mengapung di air (teratai), mempunyai pembuluh floem dan xilem, reproduksi melalui penyerbukan (polinasi) dan pembuahan (fertilisasi). Tumbuhan biji dibedakan menjadi dua golongan yaitu tumbuhan berbiji terbuka (Gymnospermae) dan tumbuhan berbiji tertutup (Angiospermae).

Gymnospermae (tumbuhan berbiji terbuka)
Ciri-ciri gymnospermae tidak mempunyai bunga sejati, tidak ada mahkota bunganya. Bakal biji terdapat di luar permukaan dan tidak dilindungi oleh daun buah, merupakan tumbuhan heterospora yaitu menghasilkan dua jenis spora berlainan, megaspora membentuk gamet betina, sedangkan mikrospora menghasilkan serbuk sari, struktus reproduksi terbentuk di dalam strobilus. Dalam reproduksi terjadi pembuahan tunggal.

Gymnospermae dibagi dalam empat kelompok yaitu pinophyta, cycadophyta, ginkgophyta dan gnetophyta. Pinophyta dikenal sebagai konifer, menghasilkan resin/getah, monoesis, daun berbentuk jarum, contohnya Pinus sp. Cycadophyta hidup di daerah tropis dan subtropis, diesis, contohnya Cycas revoluta, Cycas rumphii, Encephalartos transvenosus. Ginkgophyta hanya mempunyai satu spesies di dunia ini yaitu Ginkgo biloba, diesis, biji tidak di dalam rujung benar-benar terbuka ke udara bebas. Gnetophyta berbeda dengan kelompok lainnya karena memiliki pembuluh kayu untuk mengatur air pada bagian xilemnya. Contohnya Gnetum gnemon, Epherda dan Welwitschia. Manfaat gymnospermae yaitu untuk industri kertas dan korek api (Pinus dan Agathis), untuk obat-obatan (Pinus, Ephedra, Juniperus), untuk makanan (Gnetum gnemon), tanaman hias (Thuja, Cupressus, Araucaria).

·       Tumbuhan berbiji terbuka (Gymnospermae)

Gymnospermae (dari bahasa Yunani: gymnos (telanjang) dan sperma (biji) atau tumbuhan berbiji terbuka merupakan kelompok tumbuhan berbiji yang bijinya tidak terlindung dalam bakal buah (ovarium). Pada tumbuhan berbunga (Angiospermae, atau Magnoliophyta), biji atau bakal biji selalu terlindungi penuh oleh bakal buah sehingga tidak terlihat dari luar. Pada Gymnospermae, biji terekspos langsung atau terletak di antara daun-daun penyusun strobilus atau runjung. Pada melinjo misalnya, "pêntil"nya (yaitu bijinya) sejak dari "kroto" hingga melinjo masak dapat dilihat, sementara pada tusam biji terletak pada runjungnya.

Gymnospermae telah hidup di bumi sejak periode Devon (410-360 juta tahun yang lalu), sebelum era dinosaurus. Pada saat itu, Gymnospermae banyak diwakili oleh kelompok yang sekarang sudah punah dan kini menjadi batu bara: Pteridospermophyta (paku biji), Bennettophyta dan Cordaitophyta. Anggota-anggotanya yang lain dapat melanjutkan keturunannya hingga sekarang. Angiospermae yang ditemui sekarang dianggap sebagai penerus dari salah satu kelompok Gymnospermae purba yang telah punah (paku biji).
[sunting] Pengelompokan

Dalam klasifikasi tumbuhan modern, Gymnospermae tidak memiliki status taksonomi karena banyak petunjuk bahwa tumbuhan berbunga (Angiospermae, tumbuhan berbiji tertutup) adalah keturunan dari salah satu tumbuhan berbiji terbuka. Pemisahan antara tumbuhan berbiji terbuka dengan berbiji tertutup akan menyebabkan pemisahan yang parafiletik.


Gymnospermae mencakup tiga divisio yang telah punah dan empat divisio yang masih bertahan:
  1. Bennetophyta, punah
  2. Cordaitophyta, punah
  3. Pteridospermophyta, sudah punah namun dianggap sebagai moyang Angiospermae
  4. Ginkgophyta, dengan hanya satu jenis yang masih bertahan: Ginkgo biloba
  5. Cycadophyta, pakis haji dan kerabatnya
  6. Pinophyta, tumbuhan runjung
  7. Gnetophyta, dengan anggota hanya dua genus: Gnetum (melinjo dan kerabatnya) dan Welwitschia.


Reproduksi seksual pada umbuhan umumnya melibatkan dua proses, yakni proses pembentukan gamet dan proses pembuahan (fertilisasi). Proses pembentukan gamet selalu melalui pembelahan meiosis, yaitu pembelahan reduksi, sehingga sel-sel gamet hasil pembelahan meiosis ini bersifat haploid (memiliki n kromosom). Sedangkan pada proses fertilisasi, kebalikan dari proses meiosis, yaitu penggabungan antara gamet jantan dengan gamet betina, sehingga dihasilkan sel yang bersifat diploid (hasil penggabungan kedua gamet yang haploid). Kedua proses tersebut (maeosis dan fertilisasi) membagi kehidupan organisme menjadi dua fase atau generasi yang berlainan, yaitu generasi gametofit dan generasi sporofit (Kimball, 1988).Generasi gametofit pada tumbuhan dimulai dengan spora yang dihasilkan dari proses meiosis. Spora ini bersifat haploid dan semua sel yang diturunkan (terdiferensiasi) dari sel ini juga bersifat haploid. Generasi ini yang menghasilkan sel gamet. Pada tahapan berikutnya, terjadi peleburan antara sel gamet jantan dan sel gamet betina (fertilisasi), sehingga dihasilkan sel yang bersifat diploid. Disinilah dimulainya fase sporofit, yaitu diawali dengan zigot yang merupakan hasil fertilisasi dan bersifat diploid.

Baik pada tumbuhan paku yang bersifat heterospor, misalnya selaginela, maupun tumbuhan gymnospermae, contohnya pinus, sdama-sama mengalami pergiliran generasi antara generasi sporofit dan generasi gametofit. Walupun begitu, terdapat beberapa perbedaan, antara siklus hidup pada paku heterospor dengan gymnospermae, misalkan pada perkembangan embrionya, dan banyak lagi yang lainnya.
Pada tumbuhan paku, yang biasa kita lihat adalah generasi sporofit. Pada awal musim panas, akan nampak bercak-bercak kecoklatan pada bagian bawah anak daun tumbuhan paku. Bercak-bercak tersebut disebut sorus dan berisi banyak sporangium.
 Jika kita lihat lebih dalam, di dalam sporangium ini terjadi pembelahan meiosis dari satu sel induk spora menghasilkan empat sel spora. Jika kelembaban menurun, sel-sel bibir berdinding tipis dari masing-masing sporangium terpisah dan anulus terbuka dengan perlahan-lahan, lalu dengan gerak yang cepat anulus meletik kedepan dan mengeluarkan spora-sporanya. Jika spora-spora ini sampai pada habitat yang sesuai, maka spora tersebut akan berkecambah membentuk benang-benang sel. Masing-masing spora akan tumbuh menjadi protalus yang dilengkapi dengan rizoid yang berfungsi untuk membantu penyerapan air dan mineral dari dalam tanah. Sel-sel protalus ini bersifat haploid dan merupakan generasi gametofit yang dewasa.

Pada bagian bawah protalus terdapat organ-organ seks, yaitu anteredium untuk pembentukan sperma dan arkegonium untuk pembentukan ovum. Apabila cukup air, sperma akan dilepas dan berenang menuju arkegonium, fertilisasi antara sel telur dengan sperma terjadi di dalam arkegonium, setelah terjadi fertilisasi dan terbentuk zigot, maka dimulailah generasi sporofit yang baru. Embrio sporofit berkembang dengan pembelahan mitosis yang terjadi berulang dari zigotnya.

Sepertihalnya pada tumbuhan paku, pada gymnospermae yang biasanya kita lihat adalah generasi sporofitnya. Generasi sporofit ini membentuk dua spora yang berbeda, yaitu mikrospora yang akan tumbuh menjadi gametofit jantan dan makrospora yang akan tumbuh menjadi gametofit betina. Baik makrospora dan mikrospora dibentuk pada sporangiumnya masing-masing, yaitu makrosporangium dan mikrosporangium. Kedua sporangium ini dibentuk pada strobilus yang terpisah, mikrosporangium pada strobilus jantan dan makrosporangium pada strobilus betina. Pada pinus, strobilus jantan dan betina dihasilkan pada satu pohon (dioseus).

Strobilus jantan pinus, umurnya lebih pendek dari pada strobilus betina. Di dalam strobilus jantan, terdapat mikrosporangium dan di dalam mikrosporangium inilah terbentuk mikrospora melalui proses meiosis. Sebelum dilepas, terjadi pembelahan mitosis yang mengahasilkan serbuk sari bersel empat yang kemudian dilepaskan ke udara. Demikian juga di dalam makrosporangium yang terdapat pada strobilus betina, megaspora mengalami perkembangan sehingga dihasilkan gametofit betina. Berbeda dengan yang jantan, pada betina struktur ini tidak dilepaskan, melainkan dipertahankan di dalam jaringan sporofit induknya. Fertilisasi antara gamet jantan dan gamet betina terjadi di arkegonium.
Tumbuhan paku heteropspor dan gymnospermae memiliki persamaan, yaitu dalam hal pembentukan dua macam spora dan pembentukan dua macam gametofit. Akan tetapi spora gymnospermae tidak berfungsi sebagai sarana penyebaran tanaman sebagaimana yang terjadi pada spora tumbuhan paku. Pada gymnospermae fungsi penyebaran tanaman diambil alih oleh biji.
Setelah pembuahan zigot berkembang dengan melakukan pembelahan mitosis, kemudian membentuk embrio yang sangat kecil sporofitnya. Di sekitar embrio ini berkembang endosperm yang berisi cadangan makanan. Pada tanaman gymnospremae struktur pohon dan tempat lokasi keberadaan antara strobilus jantan dan strobilus betina sangat membantu dalam proses penyerbukan. Pada pinus strobilus jantan berada di bagian ujung percabangan sedangkan strobilus betina berada di pangkal cabang, kedudukan ini sangat memungkinkan terjadinya fertilisasi.
Tumbuhan berbiji terbuka

Gymnospermae (dari bahasa Yunani: gymnos (telanjang) dan sperma (biji) atau tumbuhan berbiji terbuka merupakan kelompok tumbuhan berbiji yang bijinya tidak terlindung dalam bakal buah (ovarium). Pada tumbuhan berbunga (Angiospermae, atau Magnoliophyta), biji atau bakal biji selalu terlindungi penuh oleh bakal buah sehingga tidak terlihat dari luar. Pada Gymnospermae, biji terekspos langsung atau terletak di antara daun-daun penyusun strobilus atau runjung. Pada melinjo misalnya, "pêntil"nya (yaitu bijinya) sejak dari "kroto" hingga melinjo masak dapat dilihat, sementara pada tusam biji terletak pada runjungnya.
Gymnospermae telah hidup di bumi sejak periode Devon (410-360 juta tahun yang lalu), sebelum era dinosaurus. Pada saat itu, Gymnospermae banyak diwakili oleh kelompok yang sekarang sudah punah dan kini menjadi batu bara: Pteridospermophyta (paku biji), Bennettophyta dan Cordaitophyta. Anggota-anggotanya yang lain dapat melanjutkan keturunannya hingga sekarang. Angiospermae yang ditemui sekarang dianggap sebagai penerus dari salah satu kelompok Gymnospermae purba yang telah punah (paku biji).
 Pengelompokan
Dalam klasifikasi tumbuhan modern, Gymnospermae tidak memiliki status taksonomi karena banyak petunjuk bahwa tumbuhan berbunga (Angiospermae, tumbuhan berbiji tertutup) adalah keturunan dari salah satu tumbuhan berbiji terbuka. Pemisahan antara tumbuhan berbiji terbuka dengan berbiji tertutup akan menyebabkan pemisahan yang parafiletik.

Gymnospermae mencakup tiga divisio yang telah punah dan empat divisio yang masih bertahan: