TUGAS BIOLOGI

LEMBAR TUGAS SISWA PEMBELAHAN SEL

PENJELASAN MATERI PEMBELAJARAN

            Pada organisme bersel satu, pembelahan sel merupakan cara perkembangbiakan. Sementara itu pada organisme bersel banyak, pembelahan merupakan cara untuk pertumbuhan.

            Ada dua cara pembelahan sel, yaitu mitosis dan meiosis. Kedua cara ini memiliki persamaan dan perbedaan. Persamaan dar keduanya adalah dilaluinya tahapan atau fase pembelahan, sedangkan perbedaannya dalam hal tujuan dan hasilnya.

            Mitosis bertujuan unutuk memperbanyak jumlah sel; berhubungan dengan pertumbuhan dan perbaikan sel-sel rusak; terjadi pada sel-sel tubuh atau soma. Hasil dari satu kali mitosis dari satu sel induk adalah dua sel anakan yang memiliki ciri sama dengan sel induknya.

            Meiosis bertujuan untuk mengurangi jumlah kromosom sel induk. Satu sel induk yang membelah secara meiosis menghasilkan sel anakan yang tidak memiliki jumlah kromosom sama dengan sel induk. Meiosis terjadi pada pembentukan sel kelamin.

            Mitosis melalui fase/tahapan profase, metafase, anafase, dan telofase. Fase-fase ini memiliki ciri yang khas berdasarkan pada penampakan kromosomnya. Fase persiapan pembelahannya disebut interfase yang tidak memperlihatkan penampakan kromosom, sehingga interfase dapat disebut sebagai fase di luar mitosis, meskipun justru pada interfase terjadi persiapan untuk mitosis secara aktif.

            Meiosis terdiri atas dua kali pembelahan yang masing-masing disebut meiosis I dan meiosis II. Meiosis I terdiri dari profase I, metafase I, anafase I, dan telofase I. Kemudian dilanjutkan dengan meiosis II yang terdiri atas, profase II, metafase II, anafase II, dan telofase II. Meiosis terjadi pada saat pembentukan sel gamet (sel kelamin) atau gametogenesis yang terdiri atas spermatogenesis dan oogenesis. Sperma dan ovum masing-masing mempunyai jumlah kromosom separuh dari jumlah sel induk sehingga adanya fertilisasi akan menyebabkan zigot memiliki jumlah kromosom gabungan.

            Dari satu sel induk pada spermatogenesis akan dihasilkan 4 sperma yang bersifat fungsional. Sementara itu, pada oogenesis dihasilkan 3 sel kutub bersifat tidak fungsional dan satu ovum yang fungsional. Zigot dari hasil fertilisasi memiliki jumlah kromosom yang sama dengan induknya.

TUGAS SISWA

1.    Pada tahap interfase terdiri dari 3 tahap seperti pada gambar di bawah ini, jelaskan fase di bawah ini?

a.       Growth 1 (G1):

transkripsi RNA, sintesis protein dan penggandaan organel sel

b.      Sintesis (S):

replikasi DNA, duplikasi kromosom

c.       Growth 2 (G2):

Sintesis RNA dan perbanyakan kembali organel sel interfase bukan merupakan fase pembelahan ,tapi fase antara ,yaitu antara mitosis satu dengan mitosis berikutnya.

Fase ini membutuhkan waktu paling lama dibandingkan dengan fase pembelahan sel (fase mitotik).

2.        Berikut adalah fase pembelahan mitosis:

a.       Jelaskan istilah pembelahan sel berikut: benang spindel, sentromer, kinetokor, kromosom, kromatid, sentrosom, kariokinesis, sitokinesis, bidang equator, haploid dan diploid?

Benang spindel : Benang protein yang membentuk tabung yang muncul menghubungkan sentriol yang satu dengan yang lain pada proses pembelahan sel

Sentromer : Sebuah bagian pada untaian DNA yang bertanggung jawab atas pergerakan kromosom yang telah tereplikasi

Kinetokor : Mikrotubulus yang menghubungkan kinetokor untuk spindel serat kutub

Kromosom : Struktur berupa benang halus yang membawa informasi genetik

Kromatid : Salah satu dari kedua lengan hasil replikasi pada kromosom

Sentrosom : Organel sel yang berfungsi aktif pada pembelahan sel dan hanya terdapat pada sel hewan

Kariokinesis : Proses pemisahan inti/nukleus pada sistem pembelahan amitosis

Sitokinesis : Proses pemisahan membran sel pada sistem pembelahan sel

Bidang equator : Bidang tengah dari sel

Haploid : Sel-sel dengan setengah jumlah kromosom dalam inti

Diploid : Sel-sel yang mengandung satu set lengkap kromosom        

b.      Jelaskan perubahan kromosom yang terjadi pada fase profase, metafase, anafase, dan telofase?

-      Fase profase

Pada permulaan profase,didalam nucleus mulai terbentuk kromosom,yaitu benang-benang rapat dan padat yang terbentuk akibat menggulungnya kromatin. Pada fase ini ,kromosom dapat dilihat menggunakan mikroskop. Selanjutnya,nucleolus menghilang dan terjadi duplikasi kromosom(kromosom membelah dan memanjang) menghasilkan 2 kromosom anakan yang disebut kromatid. Kedua kromatid tersebut bersifat identik sehingga disebut kromatid kembar(sister chromatid),yang bersatu atau dihubungkan oleh sentromer pada lekukan kromosom.

-      Fase metafase

Tahap awal metaphase(prometafase) ditandaii dengan semakin memadatnya  kromosom(kromosom ini terdiri dari 2 kromatid) dan terpecahnya membran inti(membran nucleus). Hal ini menyebabkan mikrotubulus dapat menembus inti sel dan melekat pada struktur khusus didaerah sentromer setiap kromatid,disebut kinetokor. Oleh karena itu,kinetokor ini berfungsi sebagai tempat bergantung bagi kromosom.pada metafase,kromosom tampak jelas. Kromosom menempatkan diri pada bidang pembelahan yang disebut bidang metafase. Pada bidang ini,sentromer dari seluruh kromosom terletak pada satu baris yang tegak lurus dengan gelendong pembelahan.

-      Fase anafase

Tahap anafase ditandai dengan berpisahnya kromatid saudara pada bagian sentromer kromosom. Gerakan kromatid ini disebabkan tarikan benang mikrotubulus yang berasal dari sentriol pada kutub sel. Pada saat bersamaan ,mikrotubulus non kinetokor semakin memanjang sehingga jarak kedua kutub sel semakin jauh. Selanjutnya masing-masing kromatid bergerak kerah kutub yang berlawanan dan berfungsi sebagai kromosom lengkap dengan sifat keturunan yang sama (identik).

-      Fase telofase

Pada tahap telofase,inti sel anakan terbentuk kembali fari fragmen-fragmen nucleus. Bentuk selnya memanjang akibat peran mikrotubulus non kinetokor. Benang-benang kromatain mulai longgar. Dengan demikian,fase kariokinesis yang menghasilkan dua inti sel anak yang identik secara genetic telah berakhir,namun dua inti sel masih berada dalam satu sel. Agar kedua inti terpisah menjadi sel baru,perlu adanya pembelahan sitoplasma yang disebut sitokinesis. Sitokinesis terjadi segera setelah telofase selesai. Pada fase sitokinesis terjadi pembelahan sitoplasma di ikuti pembentukan sekat sel baru,sehingga terbentuk dua sel anakan.

c.       Mengapa interfase tidak tepat jika disebut fase istirahat pada pembelahan sel?

Karena di fase interfase juga terjadi perubahan yang dikarenakan sel-sel yang menyusun tubuh kita juga berkembang dan memperbanyak diri, sehingga secara kuantitas jumlah sel pasti akan bertambah banyak, yang menyebabkan tubuh makhluk hidup pasti akan bertambah besar

Perhatikan gambar pembelahan meiosis berikut.

    


   

a.       Sebutkan 4 fase meiosis I?

1.      Profase I

2.      Metafase I

3.      Anafase I

4.      Telofase I

b.      Sebutkan 4 fase meiosis II?

1.      Profase II

2.      Metafase II

3.      Anafase II

4.      Telofase II

c.       Jelaskan perubahan kromosom pada profase I?

1.   Laptonema : Benang kromatin memendek dan menebal, serta mudah menyerap zat warna dan membentuk kromosom mengalami kondensasi

2.   Zigonema : Kromosom homolog saling berpasangan

3.   Pakinema : Terjadi duplikasi kromosom

4.  Diplonema : Kromosom homolog saling menjauhi, terjadi pelekatan berbentuk X yang disebut kiasma dan merupakan tempat terjadinya ‘Crossing Over’

5.   Diakinesis Terbentuk benang-benang spindel  

d.      Bagaimana terjadinya proses pindah silang pada profase I?

Kromosom homolog berjejer memanjang atau berpasangan dengan satu sama lain, dan pertukaran materi genetik antara dua kromosom berlangsung

e.       Jelaskan perbedaan profase I dan II?
Profase I

Kromosom membelah menjadi kromatid. Hasil dari profase I adalah terbentuk 2 sel anakan, dengan setiap sel bersifat diploid

Profase II:

Kromatid akan terputus menjadi kromos. Hasil dari profase II adalah terbentuk 4 sel anakan, dengan setiap sel bersifat haploid

f.       Jelaskan perbedaan metafase I dan II?

Metafase I:

Kromosom baru akan mengatur dirinya pada bidang equator dalam bentuk tetrad

Metafase II:

Kromosom telah berada pada bidang equator dan setiap kinetokor dari setiap kromosom mengarah ke kutub yang bersebrangan

g.      Jelaskan perbedaan anafase I dan II?

Anafase I:

Kromosom homolog akan terpisah. Satu homolog kromosom bergerak ke salah satu sisi sel, sedangkan kromosom homolog lainnya bergerak ke sisi lain dari sel

Anafase II:

Serat gelendong melakukan migrasi komosom dari setiap pasangan untuk satu kutub dari sel dan anggota lain dari pasangan ke tiang lainnya

h.      Jelaskan perbedaan telofase I dan II?

Telofase I:

Kromosom menjadi kromatin, dan pembagian sitoplasma menjadi dua sel berlangsung

Telofase II:

Kromosom berkumpul di kutub sel dan menjadi tidak jelas. Sekali lagi, mereka membentuk massa kromatin

        Lengkapi tabel berikut, isilah dengan kalimat singkat dan jelas.

Perbandingan Mitosis dan Meiosis

Faktor pembanding	Mitosis	Meiosis
Tujuan	Untuk perbanyakan sel dan pertumbuhan           Pada tumbuhan juga untuk membentuk sel gamet	Untuk membentuk sel gamet dan spora           Mengurangi jumlah kromosom agar keturunannya memiliki jumlah kromosom yang sama dengan induk
Tempat terjadi	Tumbuhan : Jaringan meristematis            Hewan : Sel-sel somatis	Tumbuhan : Benang sari dan putik            Hewan : alat kelamin
Tahap pembelahan	Profase, Metafase, Anafase, Telofase	Meiosis I Profase I Metafase I Anafase I Telofase I       Meiosis II Profase II Metafase II Anafase II Telofase II
Hasil	Dua sel anakan yang memiliki jumlah kromosom seperti sel induknya	Empat sel anakan yang memiliki setengan jumlah kromosom sel induknya

Jelaskan dengan gambar gametogenesis pada alat kelamin jantan dan betina pada tumbuhan.

Mikrosporogenesis:

Mikrosporogenesis terjadi di dalam kepala sari atau antera. Di dalam antera terdapat kantong serbuk sari yang di dalamnya berisi sejumlah sel-sel induk serbuk sari atau sel induk mikrospora (mikrosporosit) yang diploid.

1) Sel induk mikrospora (mikrosporosit) membelah meiosis I dan menghasilkan sepasang sel haploid.

2) Sepasang sel haploid membelah meiosis II menghasilkan

4 mikrospora haploid yang berkelompok menjadi satu disebut tetrad.

3) Setiap mikrospora mengalami kariokinesis sehingga menghasilkan 2 inti haploid. Satu inti disebut inti saluran serbuk sari (inti vegetatif), inti lain dinamakan inti generatif.

4) Inti generatif membelah secara mitosis tanpa sitokinesis sehingga terbentuk dua inti sperma. Inti saluran serbuk sari tidak membelah.

       Jadi, dalam sebutir serbuk sari masak terdapat tiga inti haploid, yaitu sebuah inti saluran serbuk sari dan dua inti sperma (inti generatif).

Megasporogenesis:

Megasporogenesis berlangsung dalam bakal buah atau ovarium. Di dalam ovarium terdapat bakal biji atau ovulum yang menempel pada dinding ovarium. Ovulum dilindungi oleh integumen luar dan integumen dalam. Bakal biji berhubungan dengan buluh serbuk melalui lubang mikrofil. Dalam bakal biji terdapat sel induk megaspora.

 1) Sebuah sel induk megaspora diploid (megasporosit) dalam ovarium mengalami meiosis I dan menghasilkan dua sel haploid.

2) Kedua sel haploid mengalami meiosis II dihasilkan 4 megaspora haploid, tiga di antaranya mengalami degenerasi.

3) Megaspora yang masih hidup mengalami tiga kali kariokinesis tanpa sitokinesis dan dihasilkan sel besar (kandung lembaga muda) dan delapan inti haploid.

4) Dalam megaspora empat inti berada pada sisi kalaza dan mempat inti lainnya di dekat mikrofil.

5) Satu inti dari tiap-tiap sisi menuju ke pusat dan bersatu membentuk kandung lembaga sekunder yang diploid.

6) Tiga inti pada bagian kalaza dinamakan inti antipoda, inti di bagian tengah yang dekat mikrofil dinamakan ovum (sel telur), dan yang di samping kiri kanan dinamakan sinergid.

       Pada peristiwa pembuahan inti generatif membuahi sel telur membentuk zigot diploid. Inti diploid hasil persatuan dua sel kutub yang dibuahi inti generatif menghasilkan endosperm bersifat triploid.

       Jelaskan dengan gambar gametogenesis pada hewan jantan dan betina.

Spermatogenesis:

Sel sperma atau spermatozoid merupakan hasil dari spermatogenesis. Sel sperma berbentuk lonjong dan berukuran kecil dengan flagela pada bagian posterior (ekor). Flagela berfungsi untuk pergerakan sperma menuju sel telur saat fertilisasi. Pembentukan sel sperma terjadi pada organ testis hewan jantan. Di dalam testis terdapat banyak saluran kecil yang disebut tubulus seminiferus. Pada dinding dalam saluran inilah terjadi proses spermatogenesis.

Pada tubulus seminiferus, terdapat sel-sel induk sperma atau spermatogonium yang diploid. Untuk melangsungkan pembentukan sel sperma, sel spermatogonium membelah secara mitosis dan menghasilkan spermatosit primer.

Setelah spermatosit primer terbentuk, pembelahan meiosis terjadi pada sel tersebut. Sel spermatosit primer mengalami meiosis I. Terjadi reduksi kromosom sehingga menghasilkan dua sel spermatosit sekunder yang haploid.

Dua sel spermatosit sekunder hasil meiosis I melakukan pembelahan meiosis II. Dari dua sel spermatosit sekunder tersebut dihasilkan empat sel spermatid.

Sel spermatid yang terbentuk mengalami pematangan untuk menjadi sel sperma yang fungsional. Pematangan meliputi pembentukan tudung yang menembus sel telur dan pembentukan flagel.

Pada manusia, proses spermatogenesis dari spermatogonium hingga menjadi sperma matang memerlukan waktu sekitar 72 hari. Sperma yang telah matang dilepaskan menuju epididimis. Produksi sperma pada manusia terjadi secara terus-menerus.

Oogenesis:

Organ reproduksi hewan betina yang utama adalah ovarium. Pada organ ini terjadi pembentukan sel telur atau oogenesis . Sel telur atau ovum berkembang dari sel induk telur atau oogonium yang diploid, mirip spermatogonium pada spermatogenesis. Namun, pada oogonium, proses mitosisnya telah terjadi sebelum individu dilahirkan. Setelah lahir, pada ovarium terdapat sekitar 400.000 oosit primer yang siap memasuki tahap meiosis.

Oosit primer (2n) akan mengalami meiosis I menghasilkan oosit sekunder yang haploid (n) dan sel yang lebih kecil yang disebut badan polar I. Saat oosit sekunder memasuki profase II pada meiosis II, oosit tersebut dilepaskan dari ovarium. Peristiwa pelepasan ini disebut ovulasi. 

Oosit sekunder yang dilepaskan bergerak secara pasif dengan bantuan pergerakan cairan dan silia tuba Fallopii menuju uterus. Meiosis II yang menghasilkan satu ovum matang dan badan polar II tidak akan terjadi sebelum oosit sekunder dibuahi oleh sel sperma (Levine Miller, 1991: 730). Pada saat sel sperma melakukan penetrasi menembus permukaan sel telur, meiosis II berlangsung menghasilkan sel ovum matang dan badan polar II.

Pada individu betina, oogenesis hanya menghasilkan satu ovum fungsional. Selain itu, pengeluaran sel ovum tidak terjadi secara serentak dan banyak seperti halnya sel sperma.