WARNA WARNI BIOLOGI: PEMBELAHAN SEL

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):

b. Sintesis (S):

c. Growth 2 (G2):

2. Berikut adalah fase pembelahan mitosis:

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

..........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

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

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

3. Perhatikan gambar pembelahan meiosis berikut!

a. Sebutkan 4 fase meiosis I?

......................................................................................................

b. Sebutkan 4 fase meiosis II?

......................................................................................................

c. Jelaskan perubahan kromosom pada profase I?

d. Bagaimana terjadinya proses pindah silang pada profase I?

e. Jelaskan perbedaan profase I dan II?

Profase I: ............................................................................................................................................................................................................

Profase II:

f. Jelaskan perbedaan metafase I dan II?

Metafase I:

Metafase II:

g. Jelaskan perbedaan anafase I dan II?

Anafase I:

Anafase II:

h. Jelaskan perbedaan telofase I dan II?

Telofase I:

4. Lengkapi tabel berikut, isilah dengan kalimat singkat dan jelas.

Perbandingan Mitosis dan Meiosis

Faktor pembanding	Mitosis	Meiosis
Tujuan
Tempat terjadi
Tahap pembelahan
Hasil

5. Jelaskan dengan gambar gametogenesis pada alat kelamin jantan dan bertina pada tumbuhan.

Mikrosporogenesis:

Megasporogenesis:

6. Jelaskan dengan gambar gametogenesis pada hewan jantan dan betina.

Spermatogenesis:

Oogenesis:

========================================================

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.

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):

Fase Pertumbuhan Primer ( Growth 1 disingkat G1 )Sel yang baru terbentuk mengalami pertumbuhan tahap pertama. Pada subfase ini, sel-sel belum mengadakan replikasi DNA yang masih bersifat 2n (diploid). Sementara organel-organel yang ada di dalam sel, seperti mitokondria, retikulum endoplasma, kompleks golgi, dan or-ganel lainnya memperbanyak diri guna menunjang kehidupan sel.

b. Sintesis (S):

Pada subfase ini, sel melakukan sintesis materi genetik. Materi ge-netik adalah bahan-bahan yang akan diwariskan kepada keturunannya, yaitu DNA. DNA dalam inti sel mengalami replikasi (penggandaan jumlah salinan). Jadi, subfase sintesis (penyusunan) menghasilkan 2 salinan DNA.

c. Growth 2 (G2):

Fase Pertumbuhan Sekunder ( Growth 2 disingkat G2 )
Setelah DNA mengalami replikasi, subfase berikutnya adalah per-tumbuhan sekunder (G2). Pada subfase ini, sel memperbanyak organel-organel yang dimilikinya. Ini bertujuan agar organel-organel tersebut dapat diwariskan kepada setiap sel turunannya. Pada subfase ini, rep-likasi DNA telah selesai dan sel bersiap-siap mengadakan pembelahan secara mitosis. Selain itu, inti sel (nukleus) telah terbentuk dengan jelas dan terbungkus membran inti.

2. Berikut adalah fase pembelahan mitosis:

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

· Kariokinesis adalah proses pembagian materi inti yang terdiri dari beberapa tahap diantaranya : Profase, Metafase serta Telofase. Dan setiap fase-fase tersebut terdapat pula ciri-ciri yang berbeda didalam tiap-tiap fase tersebut.

Diantara beberapa aspek yang berbeda adalah pada kromosom, membran inti, mikro tubulus dan sentriol.

· Pada proses sitokinesis, sitoplasma sel hewan dibagi menjadi 2 melalui terbentuknya cincin kontraktil yang dibentuk oleh aktin dan miosin pada bagian tengah sel, dimana cincin kontraktil tersebut membentuk alur pembelahan yang akhirnya terbentuknya dua sel anak. Masing-masing sel anak yang terbentuk tersebut mengandung organel-organel sel dan inti sel.

· Sentromer adalah sebuah bagian pada untaian DNA yang bertanggung jawab atas pergerakan kromosom yang telah tereplikasi.Setiap kromosom memiliki satu buah sentromer.Sentromer mempunyai dua fungsi utama, yaitu sebagai tempat melekatnya kromatid saudara dan sebagai tempat pelekatan benang spindel pada saat pembelahan sel.

· Sentrosom adalah Organel sel yang berfungsi aktif pada pembelahan sel dan hanya terdapat pada sel hewan. Sentrosom merupakan wilayah yang terdiri dari dua sentriol(sepasang sentriol) yang terjadi ketika pembelahan sel, di mana nantinya tiap sentriol ini akan bergerak ke bagian kutub-kutub sel yang sedang membelah. Pada siklus sel di tahapan interfase, terdapat fase S yang terdiri dari tahap duplikasi kromosom, kondensasi kromoson, dan duplikasi sentrosom.

Terdapat sejumlah fase tersendiri dalam duplikasi sentrosom, dimulai dengan G1 di mana sepasang sentriol akan terpisah sejauh beberapa mikrometer. Kemudian dilanjutkan dengan S, yaitu sentriol anak akan mulai terbentuk sehingga nanti akan menjadi dua pasang sentriol. Fase G2 merupakan tahapan ketika sentriol anak yang baru terbentuk tadi telah memanjang. Terakhir ialah fase M di mana sentriol bergerak ke kutub-kutub pembelahan dan berlekatan dengan mikrotubula yang tersusun atas benang-benang spindel.

· Kromosom merupakan struktur di dalam sel berupa deret panjang molekul yang terdiri dari satu molekul DNAdan berbagai protein terkait yang merupakan informasi genetik suatu organisme,seperti molekul kelima jenis histon dan faktor transkripsi yang terdapat pada beberapa deret, dan termasuk gen unsur regulator dan sekuens nukleotida. Kromosom yang berada di dalam nukleus sel eukariota, secara khusus disebut kromatin.

· Kromatid adalah bagian kromosom yang sering disebut sebagai lengan kromosom. Lengan Kromosom ini memiliki pasangan masing – masing, dan melekat satu sama lain pada bagian yang disebut sentromer (Pusat Kromosom). Kromatid ini sering disebut kromonema. Kromonema adalah filamen tipis yang terbentuk pada masa awal terbentuk pintalan kromatid pada pembelahan sel tahap Profase, kadang tampak pada tahap interfase. Kromonema dan Kromatid merupakan dua istilah yang digunakan untuk mengenali satu struktur yang sama.

· haploid berarti sel atau organisme tersebut hanya memiliki separuh dari jumlah set kromosom, pada organisme diploid ini berarti memiliki 1 set kromosom lengkap di inti sel.Semetara Diploid artinya sel atau organisme tersebut memiliki 2 set kromosom lengkap di inti sel.

· Kinetokor merupakan daerah khusus pada sentromer kromosom. Kromosom yang melekat pada serat kutub di kinetochores mereka melalui kinetokor serat fibers. Kinetokor adalah mikrotubulus yang menghubungkan Kinetokor untuk spindle serat kutub. Serat kutub adalah serat gelendong yang memperpanjang dari dua kutub sel pemisah. Mereka terhubung ke wilayah sentromer kromosom melalui serat kinetokor untuk memanipulasi dan memisahkan kromosom selama pembelahan sel.

· Benang spindle adalah Benang protein yang membentuk tabung (disebut tubulus) yang muncul menghubungkan sentriol yang satu dengan yang lain pada proses pembelahan sel; fungsi benang spindel adalah untuk menarik kromosom menuju ke kutub masing-masing.

· Bidang equator adalah bidang tengah dari sel sehingga kromosom tampak paling jelas.

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

· Profase : Pada fase ini, kromosom dapat dilihat menggunakan mikroskop. Selanjutnya, nukleolus 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. Sentromer merupakan bagian kromosom yang menyempit, tampak lebih terang dan membagi kromosom menjadi 2 lengan.
Pada akhir profase, di dalam sitoplasma mulai terbentuk gelendong pembelahan ( spindel ) yang berasal dari mikrotubulus. Mikrotubulus tersebut memanjang, seolah-olah mendorong dua sentrosom di sepanjang permukaan inti sel (nukleus). Akibatnya, sentrosom sa ling menjauh.

· Metaphase : Tahap awal metafase (prometafase) ditandai dengan semakin memadatnya kromosom (kromosom ini terdiri dari 2 kromatid) dan
terpecahnya membran inti (membran nukleus). Hal ini menyebab-kan mikrotubulus dapat menembus inti sel dan melekat pada struktur khusus di daerah sentromer setiap kromatid, disebut kinetokor . Oleh karena itu, kinetokor ini berfungsi sebagai tempat bergantung bagi kromosom. Sebagian mikrotubulus yang melekat pada kinetokor disebut mikro-tubulus kinetokor, sedangkan mikrotubulus yang tidak memperoleh kinetokor disebut mikrotubulus non kinetokor. Sementara itu, mikrotubulus non kinetokor berinteraksi dengan mikrotubulus lain dari kutub sel yang berlawanan. Pada metafase,kromosom tampak jelas.Pada tahap metafase sesungguhnya, sentrosom telah berada pada kutub sel. Dinding inti sel menghilang. Sementara itu, kromosom me-nempatkan diri pada bidang pembelahan yang disebut bidang metafase. Bidang ini merupakan bidang khayal yang terletak tepat di tengah sel, seperti garis katulistiwa bumi sehingga disebut juga bidang ekuator. Pada bidang ini, sentromer dari seluruh kromosom terletak pada satu baris yang tegak lurus dengan gelendong pembelahan. Kinetokor pada setiap kromatid menghadap pada kutub yang berlainan. Dengan letak kromosom berada di bidang pembelahan, maka pembagian jumlah informasi DNA yang akan diberikan kepada sel anakan yang baru, benar-benar rata dan sama jumlahnya.

· Anaphase : Tahap anafase ditandai dengan berpisahnya
kromatid saudara pada bagian sentromer kromosom. Gerak kromatid ini disebabkan tarikan benang mikrotubulus yang berasal dari sentriol pada kutub sel. Kalian telah mengetahui bahwa mikrotubulus melekat pada sentromer. Hal ini menyebabkan sentromer tertarik terlebih dahulu. Akibatnya, sentromer berada di depan dan bagian lengan kromatid berada di belakang. Struktur ini seperti huruf V. Gerakan ini menempuh jarak sekitar 1μm (10-6 meter) tiap menit. Pada saat bersamaan, mikrotubulus non kinetokor semakin memanjang sehingga jarak kedua kutub sel semakin jauh. Selanjutnya, masing-masing kromatid bergerak ke arah kutub yang berlawanan dan berfungsi sebagai kromosom lengkap, dengan sifat keturunan yang sama (identik). Untuk menjalankan tugasnya ini, mikrotubulus telah mengalami peruraian pada bagian kinetokornya.

· Telofase : Pada tahap telofase ini, inti sel anakan terbentuk kembali dari fragmen-fragmen nukleus. Bentuk selnya memanjang akibat peran
mikrotubulus non kinetokor. Benang-benang kromatin mulai longgar. Dengan demikian, fase kariokinesis yang menghasilkan dua inti sel anak yang identik secara genetik 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 diikuti pembentukan sekat sel baru, sehingga terbentuk dua sel anakan.
Pada sel hewan, sitokinesis ditandai dengan pembentukan alur pembelahan melalui pelekukan permukaan sel di sekitar bekas bidang ekuator. Di sepanjang alur melingkar, terdapat mikrofi lamen yang terdiri dari protein aktin dan miosin. Protein tersebut berperan dalam kontraksi otot atau pergerakan sel yang lain. Kontraksi ini semakin ke dalam sehingga menjepit sel dan membagi isi sel menjadi 2 bagian yang sama.

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

Interfase merupakan perubahan 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. Oleh karena itu tidak tepat dengan fase istirahat.

3. Perhatikan gambar pembelahan meiosis berikut!

a. Sebutkan 4 fase meiosis I?

interfase, profase I, metafase I, anafase I, telofase I, dan sitokinesis I.

b. Sebutkan 4 fase meiosis II?

profase II, metafase II, anafase II, telofase II, dan sitokinesis II.

c. Jelaskan perubahan kromosom pada profase I?

Pada profase I, DNA dikemas ke dalam kromosom. Pada akhir profase I, terbentuk kromosom homolog yang berpasangan membentuk tetrad. Kromosom homolog adalah sepasang kromosom yang terdiri dari dua kromosom identik (karena bentuk dan ukuran kedua kromosom sama, bahkan mengandung gen dengan struktur dan jumlah yang sama). Perkecualian: kromosom kelamin memiliki bentuk dan ukuran yang berbeda, yaitu kromosom X dan Y. Akan tetapi, biasanya keduanya tetap dianggap sebagai kromosom homolog. Hal ini karena tiap kromosom terdiri dari sepasang kromatid kembar (mirip kembar siam) yang lengket pada bagian sentromernya.

Profase I merupakan tahap terpanjang dibandingkan tahapan lainnya pada meiosis I karena terdiri dari lima tahap, yaitu leptoten, zigoten, pakiten, diploten, dan diakinesis.

Pada tahap leptoten, kromatin berubah menjadi kromosom yang mengalami kondensasi dan terlihat sebagai benang tunggal yang panjang. Pada beberapa organisme, kromosom tersebut mengandung bentukan seperti manik-manik, yang merupakan daerah kromosom yang menyerap warna dengan kuat, yaitu kromomer.

Pada tahap zigoten, sentrosom membelah menjadi dua, kemudian bergerak menuju kutub yang berlawanan. Kromosom homolog yang berasal dari gamet kedua orang tua termasuk bagian kromomer saling berdekatan dan berpasangan atau disebut melakukan sinapsis.

Pada tahap pakiten tiap kromosom melakukan penggandaan atau replikasi menjadi dua kromatid dengan sentromer yang masih tetap menyatu dan belum membelah. Tiap kromosom yang berpasangan mengandung empat kromatid disebut tetrad atau bivalen.

Pada tahap diploten kromosom homolog terlihat saling menjauhi. Saat kromosom homolog menjauh, terjadi perlekatan berbentuk X pada suatu tempat tertentu di kromosom yang disebut kiasma (jamak : kiasmata). Kiasma merupakan bentuk persilangan dua dari empat kromatid suatu kromosom dengan pasangan kromosom homolognya. Kiasma juga merupakan tempat terjadinya peristiwa pindah silang (crossing over) pada kromosom. Peristiwa pindah silang merupakan salah satu penyumbang keanekaragaman individu makhluk hidup. Karena adanya peristiwa tersebut sel gamet yang terbrntuk sama sekali tidak identik dengan susunan kromosom sel induknya.

Pada tahap diakinesis terbentuk benang-benang spindel dari pergerakan dua sentriol (hasil pembelahan) ke arah kutub yang berlawanan. Diakinesis diakhiri dengan menghilangnya nukleolus dan membran nukleus serta tetrad mulai bergerak ke bidang ekuator.

d. Bagaimana terjadinya proses pindah silang pada profase I?

e. Jelaskan perbedaan profase I dan II?

Profase I:

Pada profase 1 meiosis, kromosom membelah menjadi kromatid. Hasil dari profase 1 adalah terbentuk 2 sel anakan, dengan setiap sel bersifat diploid (memiliki 2 set lengkap kromosom)

Profase II:

Pada profase 2 meiosis, kromatid akan terputus menjadi kromos. Hasil dari profase 1 adalah terbentuk 4 sel anakan, dengan setiap sel bersifat haploid (memiliki hanya 1 set lengkap kromosom)

f. Jelaskan perbedaan metafase I dan II?

Metafase I:

Tetrad menyelaraskan pada pelat ekuotorial. Sentromer menempel pada serat gelondong, yang membentang dari kutub sel. Satu sentromer menempel tiap serat spindle.

Metafase II:

23 pasang kromatid berkumpul ditengah sel sebelum pemisahan. Proses ini identic dengan metaphase pada mitosis.

g. Jelaskan perbedaan anafase I dan II?

Anafase I:

Berjajar di bidang ekuator adalah kromosom homolog.

Anafase II:

Berjajar di bidang ekuator adalah sistem kromatid.

h. Jelaskan perbedaan telofase I dan II?

Telofase I:

Terjadi pada akhir meiosis I, menghasilkan dua sel anak, setip sel anak memiliki sepasang kromatid.

Telofase II:

Tahap akhir dari meiosis II, menghasilkan 4 sel anak memiliki sepasang kromatid, kromatid tidak berpasangan.

4. Lengkapi tabel berikut, isilah dengan kalimat singkat dan jelas.

Faktor pembanding	Mitosis	Meiosis
Tujuan	- Untuk perbanyakan sel dan pertumbuhan. - Pada tumbuhan, juga untuk membentuk sel gamet.	- Untuk membentuk sel gamet (pada tumbuhan). Meiosis berfungsi mengurangi jumlah kromosom agar keturunannya memiliki jumlah kromosom yang sama dengan induk.
Tempat terjadi	- Pada tumbuhan, terjadi di jaringan meristematis, misalnya di ujung batang, ujung akar, dan kambium - Pada hewan, terjadi di sel-sel somatik (sel tubuh)	- Pada tumbuhan, terjadi di benang sari dan putik. - Pada hewan, terjadi di alat kelamin
Tahap pembelahan	1 tahap pembelahan Terjadi pada rangkaian tahap yaitu, profase, metaphase, enafase, dan telofase.	2 tahap pembelahan meiosis I dan meiosis II. -meiosis I: Profase I (leptoma, zigonema, pakinema, diplonema, diakinesis), metaphase I, anaphase I, telofase I. -meiosis II: Profase II, metaphase II, anaphase II, dan telofase II.
Hasil	2 sel anakan yang memiliki jumlah kromosom seperti sel induknya (diploid).	4 sel anak yang memiliki setengah jumlah kromosom sel induknya (haploid).