Halaman
Biologi SMA/MA Kelas XII
99
PEMBELAHAN SEL
4
Tujuan Pembelajaran
Pada bab ini Anda akan mempelajari materi tentang pembelahan sel. Dengan mempelajari
materi ini, diharapkan Anda mengetahui dan memahami proses yang terjadi pada
pembelahan sel dan mengetahui perwujudannya dalam kehidupan.
Kata Kunci
•sel
•
kromosom
•
sitoplasma
•
diploid
•
haploid
•
metafase
•
anafase
•
telofase
•
mitosis
•
meiosis
Sumber: Popular Glolier International, 1984
Gambar 4.1 Anak ayam baru menetas
Makhluk hidup berasal dari pembelahan sel-sel yang menyusun tubuh-
nya. Berawal dari satu sel, kemudian membelah menjadi banyak sel.
Perhatikan Gambar 4.1! Gambar tersebut memperlihatkan anak ayam yang
baru menetas. Peristiwa itu menunjukkan hasil aktivitas pembelahan sel.
Semula sel gamet hanya terdiri atas satu sel, kemudian akan mengalami
proses gametogenesis dan menghasilkan zigot. Selanjutnya zigot terus akan
membelah membentuk embrio dan akhirnya akan membentuk individu yang
baru.
Individu baru yang terbentuk memiliki sifat-sifat seperti induknya. Hal
ini disebabkan pada peristiwa pembelahan sel, sel induk memindahkan salinan
informasi genetik yang terdapat di dalam kromosomnya kepada sel anakan
sebagai generasi penerus sehingga dapat dikatakan bahwa pembelahan sel
merupakan cara untuk menurunkan sifat-sifat induknya kepada anaknya.
Biologi SMA/MA Kelas XII
100
PETA KONSEP
Pembelahan Sel
Mitosis
– Profase I
– Metafase I
– Anafase I
– Telofase I
– Profase II
– Metafase II
– Anafase II
– Telofase II
dibedakan menjadi
Meiosis
Interfase
Fase Mitotik
Meiosis I
Meiosis II
Sel Reproduksi
Gametogenesis
Hewan
Tumbuhan
– Profase
– Metafase
– Anafase
– Telofase
Sel Somatis
Pertumbuhan dan
perkembangan
Jantan
Betina
Spermatogenesis
4 Sperma (n)
Oogenesis
1 Ovum (n)
Jantan
Betina
Mikrosporogenesis
4 mikrospora (n)
Megasporogenesis
8 megaspora (n)
melalui fase
melalui fase
melalui tahap
terjadi pada
melalui fase
melalui fase
pada proses
melalui proses
melalui proses
melalui proses
melalui proses
menghasilkan
menghasilkan
menghasilkan
menghasilkan
terjadi pada
pada proses
terjadi pada
terjadi pada
terjadi pada
Biologi SMA/MA Kelas XII
101
A PEMBELAHAN MITOSIS
Melalui peristiwa pembelahan sel akan dihasilkan berbagai sifat makhluk
hidup yang sesuai dengan induknya sehingga beberapa sifat makhluk hidup
akan dapat dipertahankan oleh keturunannya. Melalui peristiwa ini pula
makhluk hidup dapat tumbuh dan berkembang, sehingga bertambah jumlah
dan ukurannya. Banyak sifat-sifat unggul dari tumbuhan dan hewan di
Indonesia yang diwariskan dari induk kepada keturunannya, misalnya
buah-buahan seperti mangga, durian, pisang, dan beberapa hewan seperti
ayam, sapi, dan lain-lain. Semua itu dapat melengkapi kebutuhan kita. Oleh
sebab itulah sudah semestinya jika kita harus selalu bersyukur kepada Tuhan
Yang Maha Esa, dengan selalu menjaga kelestarian semua makhluk hidup
ciptaan-Nya.
Dalam bidang genetika, pembelahan mitosis merupakan proses yang
menghasilkan dua sel anak yang identik. Pembelahan mitosis terjadi secara
tidak langsung karena melalui tahap-tahap fase pembelahan, atau dikatakan
sebagai pembelahan secara tidak langsung yang melibatkan benang-benang
gelendong untuk mengatur tingkah laku kromosom.
Pembelahan mitosis mempertahankan pasangan kromosom yang sama
melalui pembelahan inti dari sel somatis secara berturut-turut. Pembelahan
ini diawali dengan pembelahan inti (
kariokinesis
) dan dilanjutkan dengan
pembelahan sitoplasma (
sitokinesis
). Pembelahan mitosis disebut juga
pembelahan biasa yang memiliki ciri-ciri antara lain:
1. pembelahan berlangsung satu kali;
2. jumlah sel anak yang dihasilkan adalah dua buah;
3. jumlah kromosom sel anak sama dengan jumlah kromosom pada
induknya, yaitu 2n (diploid);
4. sifat sel anak sama dengan sifat pada induknya;
5. terjadi pada sel tubuh (sel somatik) misalnya pada jaringan embrional
antara lain ujung akar, ujung batang, lingkaran kambium;
6. tujuan pembelahan mitosis adalah untuk memperbanyak sel-sel seperti
pertumbuhan atau perbaikan sel yang rusak;
7. melewati tahapan pembelahan yaitu interfase, profase, metafase, anafase,
dan telofase, namun secara umum tahap-tahap tersebut akan kembali
ke tahap semula sehingga membentuk suatu siklus sel.
Biologi SMA/MA Kelas XII
102
Mengapa pembelahan sel ini harus melalui berbagai tahapan tertentu?
Hal ini disebabkan agar sel anakan benar-benar menerima informasi genetik
yang sama persis dengan induknya, sehingga tidak akan terjadi kelainan
pada sel-sel anakan.
Siklus sel meliputi fase-fase berikut.
1. Fase Interfase
Fase interfase disebut juga fase istirahat karena tidak menampakkan
tanda-tanda pembelahan. Pada fase ini terjadi peristiwa pertumbuhan dan
pengumpulan energi yang besar untuk persiapan pembelahan sel. Proses
interfase memerlukan waktu yang paling lama. Interfase dapat dibedakan
menjadi tiga, antara lain:
a. fase pertumbuhan primer;
b. fase sintesis, pada fase ini terjadi sintesa DNA dan organel sel;
c.
fase pertumbuhan sekunder;
Selama interfase, kromosom tidak kelihatan karena benang-benang
kromatin tidak berpilin. Interaksi antara DNA, RNA, dan protein terjadi
selama tahap-tahap tertentu dari interfase.
2. Fase Mitotik
Fase mitotik merupakan fase terjadinya replikasi kromosom. Fase ini
meliputi, tahap-tahap berikut.
a. Profase
Tahap profase pada mitosis akan terjadi proses-proses sebagai berikut.
1) Kromosom mengerut dan menjadi tebal. Pemendekan ini terjadi akibat
berpilinnya kromosom.
2) Terlihat dua sister kromatid dan kromosom tampak rangkap dua. Kro-
matid-kromatid dihubungkan oleh sentromer.
3) Nukleolus menjadi kabur dan hilang pada akhir profase.
4) Selaput inti mulai menghilang.
5) Benang gelendong mulai terbentuk.
6) Kromosom mulai bergerak ke tengah atau ekuator dari sel.
b. Metafase
Pada tahap metafase ini terjadi proses-proses berikut.
1) Benang-benang gelendong menjadi jelas pada permulaan metafase dan
teratur seperti kumparan. Benang-benang ini terdiri atas serabut protein
halus yang terbuat dari
mikrotubule
yang sangat kecil. Pada banyak
Biologi SMA/MA Kelas XII
103
hewan dan tanaman tingkat rendah, benang gelendong ini dibentuk
dalam hubungannya dengan sentriol (badan yang menandai kutub dari
mekanisme benang gelendong). Benang gelendong ini penting untuk
penyebaran kromosom secara teratur.
2) Masing-masing kromosom terletak berbaris pada bidang ekuator.
Sentromer melekat pada benang gelendong. Beberapa benang gelendong
mencapai kutub tanpa melekat pada sentromer.
3) Sentromer membelah dan masing-masing kromatid menjadi kromosom
tunggal.
c. Anafase
Tahap anafase pada pembelahan mitosis terjadi proses-proses berikut.
1) Dua sister kromatid (kromosom) bergerak ke arah kutub yang berlawan-
an. Sentromernya tertarik karena kontraksi dari benang gelendong,
selain itu mungkin ada gaya tolak menolak dari pembelahan sentromer
itu.
2) Terjadi penyebaran kromosom dan DNA yang seragam di dalam sel.
3) Pada akhir anafase sekat sel mulai terbentuk dekat bidang ekuator.
Tahap anafase ini merupakan fase yang terpendek dari fase-fase mitotik.
d. Tahap Telofase
Pada tahap telofase terjadi proses-proses antara lain:
1) benang-benang gelendong itu hilang;
2) selaput inti dan nukleolus terbentuk kembali;
3) struktur kromosom istirahat dan dianggap proses selesai;
4) sekat sel terbentuk kembali dan sel membelah menjadi dua sel anak,
terjadi sitokinesis (pembelahan sitoplasma), semua benda-benda dalam
sitoplasma membelah dan pindah ke dalam sel anak, sel batu itu
mempunyai sifat kenampakan seperti interfase.
Agar Anda lebih jelas memahami tentang tahap-tahap yang terjadi pada
proses mitosis dapat, perhatikan Gambar 4.2!
Biologi SMA/MA Kelas XII
104
KEGIATAN
KELOMPOK 1
Untuk lebih memahami lagi mengenai proses-proses pada pembelahan
mitosis lakukan Kegiatan Kelompok 1 berikut!
Tujuan
:
Untuk mengetahui fase-fase pembelahan mitosis pada
ujung akar bawang merah (
Allium cepa
)
Alat dan Bahan
:
1. Mikroskop
2. Objek glass
3. Gelas penutup
4. Jarum preparat
5. Akar bawang merah
6. Larutan alkohol 70%
7. Larutan HCl (5 ml HCl pekat + 55 ml aquades)
8. Larutan fiksasi (tiga alkohol, satu asam asetol glasial)
9. Pewarna asetokarmin
10. Gliserin
Cara Kerja
:
1 . Masukkan ujung akar ke dalam larutan fiksasi selama satu sampai
dua jam.
Sumber: Pustaka Ilmu Life, Tiara Pustaka, 1986
Gambar 4.2 Stadium mitosis
1. interfase
2. profase
3. metafase awal
4. metafase
lanjut
5. anafase
awal
6. anafase lanjut
7. telofase
8. interfase
Biologi SMA/MA Kelas XII
105
2. Bilaslah dengan larutan alkohol 75%.
3. Hidrolisa dengan HCl dan panaskan pada suhu 60
0
C selama 30
menit.
4. Berikan pewarnaan dengan asetokarmin.
5. Letakkan ujung akar yang telah diwarnai pada objek gelas yang
terisi dengan gliserin.
6. Gilaslah atau pencetlah dengan menggunakan jarum preparat
atau dapat langsung dengan gelas penutup.
7. Amatilah dengan mikroskop.
8. Gambarlah hasil pengamatan Anda di buku tugas/kertas gambar
Berdasarkan Kegiatan Kelompok 1 jawablah pertanyaan di bawah
ini!
1. Mengapa ujung akar harus difiksasi terlebih dahulu?
2. Apa gunanya pewarnaan pada percobaan tersebut?
3. Apa fungsi gliserin pada pengamatan tersebut?
4. Bagaimana tahap-tahap pembelahan mitosis? Catatlah hasil
pengamatan Anda dan buatlah kesimpulan dari hasil percobaan
ini dan presentasikan di depan kelas, kemudian konsultasikan
kesimpulan itu pada guru pengampu.
TUGAS KELOMPOK
Pembelahan sel dapat dipacu dengan pemberian hormon, misal-
nya pada tumbuhan dengan pemberian hormon giberelin dan auksin.
Pemberian hormon tersebut dapat memacu pertumbuhan tanaman.
Bagaimanakah hormon-homon tersebut dapat berpengaruh ter-
hadap pertumbuhan tanaman? Kaitkanlah dengan proses pembela-
han sel. Kerjakan tugas ini di buku tugas Anda!
Pemberian hormon pertumbuhan pada tanaman dapat mempe-
ngaruhi pembelahan sel sehingga pembelahan sel menjadi cepat. Hal
ini dapat Anda ambil manfaatnya untuk budidaya tanaman sayur,
buah dan tanaman hias. Hormon pertumbuhan dapat dibeli di toko
obat-obatan tanaman. Petunjuk pemakaian dapat dibaca di label
kemasan. Jika tanaman tumbuh dengan baik maka hasilnya
menguntungkan bagi kita bukan?
Selamat mencoba!
Biologi SMA/MA Kelas XII
106
B PEMBELAHAN MEIOSIS
Jenis kelamin manusia di dunia ini ada dua, yaitu laki-laki dan wanita.
Pada waktu terjadi pertumbuhannya, ayah memberikan setengah dari sel
kelaminnya dan ibu juga setengah dari sel kelaminnya, sehingga kita
mewarisi masing-masing sel setengah dari sel kelamin dari orang tua kita.
Pembelahan meiosis disebut juga dengan pembelahan
reduksi
karena
pada pembelahan ini terjadi pengurangan jumlah kromosom menjadi
separuhnya. Pembelahan meiosis ini memiliki sifat-sifat berikut.
1. Pembelahan berlangsung dua kali.
2. Jumlah sel anak yang dihasilkan adalah 4 buah.
3. Jumlah kromosom sel anak adalah setengah dari jumlah kromosom
induk, yaitu n (haploid).
4. Sifat sel anak berbeda dengan sel induknya.
5. Terjadi pada sel kelamin (sel gamet).
6. Tujuan pembelahan meiosis yaitu agar generasi berikutnya mempunyai
jumlah kromoson tetap.
Pembelahan meiosis meliputi tahapan-tahapan berikut.
1. Pembelahan Meiosis I
Pada proses pembelahan meiosis I terjadi beberapa tahap berikut.
a. Profase I
Pada tahap ini terjadi lima
proses.
1) Leptoten
Leptoten merupakan tahap
pengumpulan kromosom. Pada ta-
hap ini terjadi proses-proses berikut.
a) Kromonemata merenggang dan
kelihatan sebagai benang-benang
halus. Kromomernya menjadi ke-
lihatan dan serabutnya mungkin
telah mengganda tetapi tidak
kelihatan. Biasanya nukleolus dan selaput inti masih ada.
b) Filamen protein mulai terbentuk secara lateral dan kemudian melekat
pada sentromer.
Agar lebih jelas perhatikan Gambar 4.3!
selaput inti
nukleolus
sentromer
dinding sel
kromosom
Gambar 4.3 Tahap Leptoten
Sumber: Ilustrasi Haryana
Biologi SMA/MA Kelas XII
107
2) Zigoten
Zigoten merupakan tahap kro-
mosom memendek dan berpasang-
an (
sinapsis
). Pada tahap ini terjadi
proses-proses berikut.
a) Kromosom homolog saling
tarik-menarik dan mulai ber-
pasangan (sinapsis). Suatu
prosedur yang tetap dan terjadi
antara kromomer dan kromo-
mer.
b) Peristiwa ini merupakan perbedaan yang jelas antara meiosis dan mitosis.
Pasangan kromosom homolog itu disebut
bivalen
.
c) Diduga kromosom homolog berdekatan satu dengan yang lain selama
interfase. Replikasi DNA terjadi selama interfase dan terbentuk kromatid.
Pada leptoten terbentuk serabut protein sebagai elemen lateral yang
kemudian melekat pada kromatid. Struktur ini disebut
synaptinemal
kompleks
. Ternyata elemen lateral ini saling menarik dan melekatkan
kromosom menjadi satu.
d) Sinapsis ini memungkinkan pertukaran bahan genetik dari kromosom
induk dan kromosom bapak.
Agar lebih jelas, perhatikan Gambar 4.4!
3) Pakhiten
Tahap pakhiten merupakan
tahap akhir dari proses berpasang-
an. Pada tahap ini terjadi proses-
proses berikut.
a) Kromosom makin pendek
karena makin berpilin.
b) Masing-masing bivalen men-
jadi dua dan terlihat empat
benang yang disebut
tetrad.
c) Terjadi pindah silang dengan
pertukaran timbal balik antara bagian kromosom homolog. Beberapa
sintesis DNA tetap berlangsung yang mungkin ada hubungannya
dengan pindah silang.
Agar lebih jelas, perhatikan Gambar 4.5!
tetrad (4
kromatid)
kromosom
yang
berpasangan
(bivalen)
Gambar 4.5 Tahap pakhiten
kromosom
homolog
berpasangan
(sinapsis)
bivalen
Gambar 4.4 Tahap zigoten
Sumber: Ilustrasi Haryana
Sumber: Ilustrasi Haryana
Biologi SMA/MA Kelas XII
108
4) Diploten
Pada tahap diploten terjadi
proses kromosom yang berpasang-
an mulai memisah. Pada tahap ini
terjadi proses-proses antara lain:
a) pemendekan kromosom ber-
langsung terus;
b) mulai terjadi pemisahan pa-
sangan kromosom;
c) bukti terjadinya pindah silang
ialah pembentukan kiasma
yang terlihat sebagai bentuk silang dari lengan kromosom, pemisahan
gen terdapat pada kromosom yang sama;
d) synaptinemal kompleks kemudian terlepas dari kromatid.
Agar lebih jelas, perhatikan Gambar 4.6!
5) Diakinesis
Pada tahap diakinesis terjadi
proses-proses berikut.
a) Pemendekan kromosom men-
dekati maksimum.
b) Kiasmata mendekati ujung dan
jumlahnya makin berkurang.
c) Benang gelendong mulai ter-
bentuk dan selaput inti mulai
hilang.
Proses tersebut terlihat pada Gambar 4.7.
b. Metafase I
Pada tahap metafase terjadi proses-proses berikut.
1) Benang gelendong menjadi teratur dan beberapa benang melekat pada
sentromer.
2) Sentromer dari bivalen terdapat pada bidang metafase yang merupakan
pasangan kromosom, bukan merupakan kromosom tunggal seperti pada
metafase dari mitosis.
3) Berderetnya bivalen ini secara rambang, dalam hubungannya dengan
kromosom yang berasal dari pihak ayah dan pihak ibu. Pengaturan
kromosom pada metafase ini adalah akibat pengaruh genetik.
bagian yang
tertukar
Gambar 4.7 Tahap diakinesis
kiasma menuju
ujung
pindah silang
(antara non-sister
chromatids)
kiasma (hasil
pertukaran
kromatid)
Gambar 4.6 Tahap diploten
Sumber: Ilustrasi Haryana
Sumber: Ilustrasi Haryana
Biologi SMA/MA Kelas XII
109
c. Anafase I
Pada tahap anafase I terjadi tahap-tahap berikut.
1) Pemisahan kromosom homolog selesai kemudian kromosom bergerak
ke arah kutub yang berlawanan. Sentromer tidak membelah dan bagian
kromosom yang tertukar bergerak bersama di mana bagian itu baru
saja melekat. Masing-masing kromosom sekarang mempunyai dua
kromatid.
2) Pengaturan kromosom homolog dan perpindahannya ke arah kutub
benang gelendong ini secara kebetulan dan merupakan dasar hukum
pemisahan bebas dan segresi dari Mendel. Apabila gen dominan dan
resesif pada satu pasang kromosom homolog diberi simbol A dan a,
maka gen-gen ini akan memisah ke kutub yang berlawanan. Apabila
gen dominan dan resesif pada satu pasang kromosom homolog lain diberi
simbol B dan b, maka kedua pasang gen itu akan memisah secara bebas.
d. Telofase I
Telofase merupakan tahap yang terjadi proses-proses berikut.
1) Telah terjadi reduksi jumlah kromosom (haploid). Masing-masing kromo-
som ini terdiri dari dua kromatid.
2) Tahap ini sangat berbeda-beda antara spesies satu dengan yang lain.
Pada beberapa sel tanaman terbentuk selaput inti dan nukleolus muncul
kembali, sedang pada yang lain tidak terbentuk selaput inti. Replikasi
DNA tidak terjadi lagi, tetapi sintesis protein dapat berlangsung terus.
2. Pembelahan Meiosis II
Apabila diamati di bawah mikroskop, pembelahan kedua ini serupa
dengan mitosis tetapi sebenarnya bukan mitosis. Tidak ada kromosom
homolog, kromatidnya mungkin bukan merupakan belahan dari kromosom
yang sama karena adanya pindah silang dan pertukaran bahan genetik
antara kromatid dari kromosom lain. Pembelahan kedua ini perlu untuk
memisahkan kromatid ke dalam gamet-gamet. Tahap pembelahan meiosis
II terdiri atas tahap-tahap berikut.
a. Profase II
Pada tahap profase II terjadi proses-proses antara lain:
1) kromosom menjadi pendek dan tebal kemudian menjadi kelihatan lagi;
2) kromosom-kromoson ini mulai bergerak ke bidang metafase.
b. Metafase II
Pada tahap metafase II ini terjadi proses-proses antara lain:
1) kromosom kelihatan, terdiri atas dua kromatid;
Biologi SMA/MA Kelas XII
110
KEGIATAN
KELOMPOK 2
2) penyebaran kromatid ke arah kutub secara rambang;
3) sentromer melekat pada benang gelendong;
4) sentromer mulai membelah.
c. Anafase II
Pada tahap anafase II ini terjadi proses antara lain:
1) sentromer dari masing-masing kromosom telah membelah dan kromatid
telah memisah dan menjadi satu kromosom;
2) kromosom baru itu bergerak menuju kutub.
d. Telofase II
Pada tahap telofase II ini terjadi
proses antara lain:
1) selaput inti terbentuk mengelilingi
empat hasil pembelahan;
2) bentuk kromosom tidak jelas;
3) masing-masing inti mengandung satu
anggota dari pasangan kromosom,
keadaan haploid;
4) terjadi modifikasi sel lebih lanjut un-
tuk menghasilkan gamet.
Perhatikan Gambar 4.8 yang menun-
jukkan tahap-tahap pembelahan meiosis.
Untuk dapat lebih memahami tentang proses pembelahan meiosis Anda
dapat melakukan Kegiatan Kelompok 2!
Tujuan
:
Mengamati fase-fase pembelahan meiosis pada serbuk
sari bunga adam hawa (
Rhoeo discolor
)
Alat dan Bahan
:
1. Mikroskop
5. Pipet
2. Objek glass
6. Pewarna acetocarmin
3. Glass penutup
7. Kuncup bunga adam hawa
4. Kaca pengaduk
Sumber: Biologi 1,Kimball, 1989
Gambar 4.8 Tahapan pembelahan meiosis
Biologi SMA/MA Kelas XII
111
Cara Kerja
:
1. Ambillah kuncup bunga yang masih muda kemudian ambil
kepala sari yang berwarna hijau kekuningan.
2. Letakkan kepala sari pada obyek glass dan tetesi dengan pewarna
asetokarmin.
3. Hancurkan atau haluskan kepala sari dengan pengaduk dan
tutuplah dengan obyek glass.
4. Amatilah dengan menggunakan mikroskop.
5. Gambarlah hasil pengamatan Anda di buku tugas.
Jawablah pertanyaan di bawah ini pada buku tugas Anda!
1. Apakah fungsi pewarna asetokarmin?
2. Mengapa diambil kuncup bunga muda dan kepala sari yang hijau
kekuningan?
3. Fase-fase apa saja yang Anda amati?
Dari semua penjelasan tentang pembelahan sel secara mitosis dan meiosis,
maka dapat dibuat tabel perbandingan antara keduanya yang dapat Anda
lihat pada tabel 4.1 di bawah ini.
1.
Pembelahan yang memisahkan
sister kromatid
2.
Satu pembelahan tiap daur, yaitu satu
pembelahan kromosom yang sama.
3.
Kromosom tidak berpasangan
biasanya tidak terbentuk kiasmata,
tidak terjadi pertukaran genetik
antara kromosom homolog.
Tahap pertama adalah pembelahan
kromosom reduksi yang memisahkan
kromosom homolog pada anafase I,
sister kromatid memisah pada anafase II.
Dua kali pembelahan tiap daur yaitu
dua pembelahan sitoplasma, satu
pembelahan setelah pembelahan
reduksi dan satu mengikuti pembe-
lahan kromosom yang sama.
Kromosom berpasangan dan mem-
bentuk kiasmata, pertukaran genetik
terjadi kromosom homolog.
No.
Mitosis
Meiosis
Biologi SMA/MA Kelas XII
112
TUGAS KELOMPOK
Tabel 4.1 Perbedaan Mitosis dan Meiosis
Bentuklah kelompok beranggotakan 4-5 orang untuk mendiskusikan
permasalahan berikut!
Penyakit kanker tergolong penyakit yang berbahaya bersifat mematikan.
Penyakit kanker disebabkan adanya pembelahan sel yang tak terkendali
sehingga dapat mengganggu jaringan-jaringan di sekitarnya.
Diskusikanlah lebih lanjut tentang kanker itu! Bagaimana terbentuknya?
Mengapa dapat terjadi demikian? Untuk mendukung materi diskusi carilah
sumber dari buku atau majalah bahkan bisa dari internet!
C GAMETOGENESIS
Gametogenesis
merupakan proses pembentukan sel-sel gamet di dalam
tubuh makhluk hidup. Proses-proses tersebut dapat terjadi pada makhluk
hidup berikut.
1. Hewan
Proses spermatogenesis pada hewan meliputi dua proses.
a. Spermatogenesis
Spermatogenesis
adalah proses pembentukan sel spermatozoa atau sel
kimia jantan yang terjadi di dalam testis, tepatnya pada tubulus seminiferus.
Proses spermatogenesis berlangsung sebagai berikut.
4.
Dari satu sel dihasilkan dua sel anak.
5.
Kandungan genetik dari hasil mitosis
identik.
Dari satu sel dihasilkan empat sel anak
tiap daur.
Kandungan genetik dari proses
meiosis berbeda, kromosom dapat
merupakan turunan dari kromosom
induk atau bapaknya dengan kombi-
nasi yang bermacam-macam karena
adanya pengelompokan secara ram-
bang dan derajat pindah silang.
No.
Mitosis
Meiosis
Biologi SMA/MA Kelas XII
113
Sel primordial sperma yang bersifat
diploid (2n) di dalam testis membelah secara
mitosis berkali-kali dan akhirnya memben-
tuk atau menghasilkan empat sel spermato-
gonium diploid (2n). Sel spermatogonium
mengalami perkembangan dan membelah
secara mitosis membentuk spermatosit
primer (2n). Kemudian spermatosit primer
mengalami pembelahan secara meiosis I dan
menghasilkan dua buah spermatosit sekun-
der yang haploid (n). Setiap spermatosik se-
kunder akan melanjutkan pembelahan
secara meiosis II dan masing-masing meng-
hasilkan dua spermatosit sehingga pada
akhir meiosis dua dihasilkan empat buah
spermatosit. Pada manusia dua spermatid
mengandung 22 autosom + 1 kromosom X atau 22 AA + X dan spermatid
lainnya mengandung 22 autosom + 1 kromosom Y atau 22 AA + Y yang
akan digunakan dalam pewarisan jenis kelamin. Selanjutnya keempat
spermatid akan mengalami pematangan empat buah spermatozoa yang
haploid (n).
Setiap spermatozoa mempunyai ekor untuk membantu pergerakan,
mengandung akrosom yang dapat menghasilkan enzim proteinase dan
hiakironidase. Untuk menembus lapisan pelindung sel telur, selama
pertumbuhan dari spermatogonium sampai menjadi spermatozoa dirawat
dan dipelihara oleh sel sertoli untuk menghasilkan nutrisi bagi spermatozoa
dan sel leydig dalam menghasilkan hormon jantan yaitu hormon testosteron.
Proses pembentukan spermatozoa ini berlangsung mulai menginjak dewasa
dan berjalan secara terus-menerus.
Agar lebih memahami tentang proses spermatogenesis, perhatikan
Gambar 4.9 di bawah ini.
Perlu Diketahui
Pembentukan gamet pada
hewan tingkat tinggi dan
manusia melalui 2 cara
yaitu:
1. spermatogensis, terjadi
pada testis, menghasil-
kan 4 sel yang fungsio-
nal.
2. oogenesis, terjadi pada
ovarium, menghasilkan
1 sel telur fungsional,
dan 3 badan sel kutub.
Gambar 4.9 Proses spermatogenesis
Sumber : Ensiklopedi Sains dan
Kehidupan, 1997
Biologi SMA/MA Kelas XII
114
b. Oogenesis
Oogenesis
adalah proses pembentukan ovum atau sel telur yang terjadi
di dalam ovarium oleh sel folikel. Proses yang terjadi pada oogenesis adalah
sebagai berikut.
Sel primordial ovum atau oogenesis yang bersifat diploid (2n) membelah
secara mitosis berkali-kali dan menjadi oosit primer (2n). Oosit primer akan
melakukan pembelahan meiosis I dan akan menjadi oosit sekunder dan
haploid (n) kemudian menjadi badan polar atau sel polosit sekunder (n).
Sedangkan sel polosit primer membelah menjadi dua buah sel polosit sekun-
der (n).
Pada akhir oogenesis, ootid akan mengalami pertumbuhan dan perkem-
bangan menjadi sebuah ovum haploid (n) yang fungsional dan 3 sel polosit
sekunder akan mengalami degenerasi (pada manusia ovum mengandung
22 autosom dan kromosom X atau 22AA + X).
Bagian luar ovum diselubungi oleh membran corona radiate dan zona
pelucida. Selama pertumbuhan dan perkembangannya, ovum diatur oleh
hormon wanita (estrogen dan progresteron). Oogenesis pada manusia
berlangsung sejak awal hingga dewasa dan berjalan sampai berumur 40
atau 50 tahun saja.
Agar lebih jelas perhatikan Gambar 4.10 di bawah ini!
2. Tumbuhan Tingkat Tinggi
Proses gametogenesis pada tumbuhan tingkat tinggi meliputi tahap-
tahap berikut.
Gambar 4.10 Proses oogenesis
Sumber : Biologi Campbell, 2002
sel kecambah primordial
oogonium
(diploid)
oosit primer (dalam
tahap meiosis I)
Pembelahan Meiosis Pertama
badan polar (haploid)
Pembelahan Meiosis Kedua
(dirangsang fertilisasi)
badan polar kedua (haploid)
ovum
haploid
oosit sekunder
(haploid)
Biologi SMA/MA Kelas XII
115
a. Mikrosporogenesis
Mikrosporogenesis
adalah proses pembentukan gamet jantan (sperma)
yang berlangsung pada bunga yaitu di dalam serbuk sari bagian dari kepala
sari (antenna) yang di dalamnya terdapat kantong serbuk sari atau
mikrosporangium. Proses mikrosporogenesis berlangsung sebagai berikut:
Sebuah sel induk mikrospora diploid (mikrosporosit) dalam antenna
membelah secara meiosis I dan menghasilkan sepasang sel haploid. Pada
meiosis II menghasilkan 4 mikrospora haploid (n) yang berkelompok mem-
bentuk tetrad. Setiap mikrospora akan mengalami kariokinesis (pembelahan
inti), sehingga menghasilkan 2 inti yang haploid yaitu satu inti dinamakan
inti saluran serbuk sari dan satu inti generatif. Inti generatif membelah se-
cara mitosis tanpa disertai sitokinesis dan terbentuklah 2 inti sperma (n)
dan inti serbuk sari tidak membelah. Dengan demikian maka sebutir serbuk
sari yang telah masak mengandung 3 inti yang haploid, yaitu serbuk inti
saluran serbuk sari dan 2 buah inti sperma.
b. Megasporogenesis
Megasporogenesis
adalah proses pembentukan gamet betina (ovum) yang
berlangsung dalam bakal buah (ovarium) dan menghasilkan kandung
lembaga. Proses megasporogenesis berlangsung sebagai berikut.
Sebuah sel induk megaspora diploid (megasporosit) dalam ovarium
mengalami meiosis I dan menghasilkan 2 sel diploid. Selanjutnya mengalami
meiosis II menghasilkan 4 megaspora haploid yang letaknya berderet dan 3
megaspora mengalami degenerasi dan mati. Satu megaspora yang tersisa
mengalami pembelahan mitosis tiga kali berturut-turut tanpa diikuti
sitokinesis (pembelahan plasma) dan menjadi 8 inti megaspora (kandung
lembaga muda) yang haploid, kemudian 4 inti kelompok di kalaza (bagian
antara bakal biji dan tangkai biji) dan 4 inti berada di dekat mikrofil. Satu
inti dari masing-masing kelompok bergerak ke tengah dan menyatu
membentuk inti kandung lembaga sekunder (2n) sedangkan 3 inti yang
berada pada kalaza dinamakan inti antipoda dan 3 inti yang berada di
mikrofil berkembang menjadi 1 inti sel telur atau ovum (n) yang di tengah
dan 2 inti sinergid (n) yang di sampingnya maka pada kandung lembaga
yang masak terdapat:
1) 3 inti antipoda
3) 1 inti ovum (n)
2) 2 inti sinergid (n)
4) 1 inti kandung lembaga sekunder (2n).
Agar pemahaman Anda tentang proses gametogenesis pada tumbuhan
tingkat tinggi lebih jelas dapat Anda lihat pada Gambar 4.11 berikut ini!
Biologi SMA/MA Kelas XII
116
D KETERKAITAN ANTARA PEMBELAHAN
MITOSIS DAN MEIOSIS DENGAN PEWARISAN
SIFAT
Jika kita perhatikan, tubuh dan jenis kelamin kita merupakan perpaduan
dari kedua orang tua kita, tubuh kita sepenuhnya berasal dari ayah dan
ibu, sedangkan jenis kelamin kita setengah berasal dari ayah dan setengah
dari ibu. Dengan perpaduan tersebut dapat kita ketahui bahwa dalam tubuh
kita telah mengalir ciri dan sifat dari kedua orang tua kita.
Gambar 4.11 Proses gametogenesis pada tumbuhan tingkat tinggi
Sumber: Biologi Campbell, 2002
Perkembangan gametofit
(serbuk sari)
Perkembangan gametofit
(kantung embrio)
kantung
serbuk sari
(sporangium)
mikrosporosit
mikrospora
(4)
masing-
masing dari
empat
mikrospora
serbuk sari
inti vegetatif
sel generatif
(akan
membentuk 2
inti generatif)
bakal biji
sporangium
makrosporosit
makrospora yang
bertahan hidup
antipoda (3)
nukleus
polar (2)
ovum
(1)
sinergid
(2)
kantung
embrio
integumen
bakal
biji
Meiosis
Mitosis
(a)
(b)
Biologi SMA/MA Kelas XII
117
Makhluk hidup melakukan reproduksi dalam rangka memperbanyak
keturunan, menjaga kelestarian jenisnya, dan dalam rangka mewariskan
sifat dari induk kepada keturunannya. Karena makhluk hidup tersusun atas
sel-sel, maka reproduksi tingkat sel mempunyai peranan penting, khususnya
dalam pewarisan sifat.
Reproduksi pada tingkat sel dilakukan dengan cara pembelahan, baik
secara mitosis maupun meiosis. Pembelahan tersebut melibatkan inti sel yang
di dalamnya terdapat kromosom dalam bentuk DNA atau lebih dikenal
dengan gen.
Kromosom bertugas membawa sifat individu dan membawa informasi
genetika yang tugas tersebut dilaksanakan oleh gen, yaitu menyampaikan
informasi genetik dari generasi ke generasi, terutama pada saat gen
melakukan duplikasi diri. Agar sifat induk tersebut dapat diwariskan kepada
keturunannya, maka diperlukan mekanisme pembagian gen melalui
penggandaan kromosom.
Mekanisme pembagian gen melalui penggandaan kromosom tersebut
dengan jalan melakukan pembelahan, baik secara mitosis maupun meiosis.
Bagaimanakah pembelahan mitosis dan meiosis dapat melakukan pewarisan
sifat? Pelajarilah dalam uraian berikut ini!
1. Pewarisan Sifat Melalui Pembelahan Mitosis
Pada saat sel membelah menjadi dua sel anak, maka terjadi pula peng-
gandaan kromosom yang membawa gen sehingga setiap sel anak akan men-
dapatkan jumlah kromosom yang sama dan identik dengan sel induknya.
Sehingga dapat disimpulkan sebagai berikut.
a. Semua sifat induk diwariskan pada kedua sel anaknya.
b. Setiap sel anak memiliki sifat yang identik dengan sel induknya.
Proses pembelahan sel mitosis berlangsung di seluruh sel-sel jaringan
tubuh, kecuali pada sel kelamin, sehingga pewarisan sifat seluruh sel-sel
tubuh akan senantiasa sama atau identik dengan induknya. Contoh nyata
pembelahan mitosis yaitu pada cara-cara reproduksi vegetatif seperti setek,
cangkok, kultur jaringan, dan kloning.
2. Pewarisan Sifat Melalui Pembelahan Meiosis
Pembelahan meiosis terjadi pada sel kelamin dan menghasilkan empat
sel anak yang hanya mewarisi setengah jumlah sel kromosom dari sel
induknya. Jika sel induknya bersifat diploid (2n) maka sel anak akan bersifat
haploid (n).
Biologi SMA/MA Kelas XII
118
Sel spermatozoa dan sel ovum (telur) adalah hasil akhir dari proses
pembentukan gamet (gametogenesis) melalui pembelahan meiosis, maka sel
spermatozoa dan sel ovum hanya mewarisi setengah dari sel kromosom
induk.
Sel spermatozoa dan sel ovum sama-sama bersifat haploid dan jika terjadi
fertilisasi serta terbentuk zigot, maka zigot merupakan gabungan dari hasil
dua sel haploid atau menjadi sel yang diploid, sehingga dapat disimpulkan
bahwa:
a. pewarisan sifat secara meiosis terjadi secara generatif (perkawinan);
b. zigot hasil fertilisasi memiliki setengah sifat dari induk jantan dan sete-
ngah sifat dari induk betina.
Daur hidup merupakan proses-proses di mana suatu organisme meng-
hasilkan organisme lain sesamanya. Kromosom memegang peranan utama
dan penting dalam daur hidup. Organisme yang berkembang biak secara
seksual memulai kehidupannya dari satu sel yang terbentuk karena
penggabungan dari dua sel kelamin induk yang bersifat haploid.
Sel gabungan atau zigot mempunyai susunan kromosom diploid (2n)
baru kemudian mulai pembelahan mitosis yang menghasilkan pertumbuhan,
perkembangan dan perbedaan-perbedaan serta sifat dari individu dewasa,
sedangkan yang mengalami meiosis adalah sel-sel kelamin dengan susunan
kromosom yang tereduksi.
Dari proses-proses pembelahan sel di atas Anda dapat memahami bahwa
di dalam tubuh manusia banyak terjadi proses-proses tersebut, baik pada
sel gamet maupun pada sel tubuh.
Kehebatan sel dalam melakukan pembelahan ini yaitu sel mengetahui
secara pasti kapan harus membelah dan kapan harus berhenti sehingga
prosesnya pasti dan terarah inilah salah satu dari sekian banyak anugerah
Tuhan kepada kita, sehingga hal ini harus kita syukuri bersama.
Biologi SMA/MA Kelas XII
119
R A N G K U M A N
1. Pembelahan sel pada organisme eukariotik meliputi pembagian
inti sel (
kariokinesis
) dan pembagian sitoplasma sel (
sitokinesis
).
2. Tahap-tahap pembelahan sel meliputi tahap mitosis dan meiosis.
3. Pembelahan mitosis meliputi tahap-tahap, antara lain interfase,
profase, metafase, anafase, dan telofase.
4. Pembelahan meiosis I meliputi tahap-tahap, antara lain profase I,
metafase I, anafase I, dan telofase I. Sedangkan pembelahan meiosis
II meliputi tahap-t
ahap, antara lain profase II, metafase II, anafase
II, dan telofase II.
5 .
Spermatogenesis adalah proses pembentukan sel spermatozoa yang
terjadi di dalam testis.
6. Oogenesis adalah proses pembentukan ovum yang terjadi di dalam
ovarium.
7. Pembelahan meiosis bertujuan untuk mempertahankan agar sifat
kromosom keturunan sama dengan induknya.
8 .
Pembelahan mitosis bertujuan untuk memperbanyak sel, regenerasi,
dan pertumbuhan.
Biologi SMA/MA Kelas XII
120
I.
Pilihlah jawaban yang paling benar!
1. Berikut adalah perbedaan antara pembelahan sel secara mitosis
dan meiosis,
kecuali
....
a.
pembelahan yang terjadi pada mitosis sebanyak dua kali,
sedangkan pada meiosis hanya satu kali
b.
pada pembelahan mitosis sel anakan bersifat haploid,
sedangkan pada pembelahan meiosis bersifat diploid
c.
tempat terjadi pembelahan mitosis adalah di dalam sel tubuh,
sedangkan pembelahan meiosis terjadi di dalam sel kelamin
d.
hasil dari pembelahan meiosis sebanyak dua sel anakan,
sedangkan pembelahan meiosis sebanyak empat sel anakan
e.
pembelahan mitosis terjadi pada pertumbuhan, sedangkan
pembelahan meiosis terjadi pada organ reproduksi
2. Pada pembelahan sel secara mitosis dan meiosis terjadi
penambahan materi genetik yang disebut dengan replikasi DNA.
Hal ini terjadi pada tahap ....
a.
metafase
b.
profase
c.
anafase
d.
interfase
e.
telofase
3. Hal-hal berikut ini yang terjadi pada tahap profase pembelahan
mitosis adalah ....
a.
terbentuk selaput inti
b.
terbentuk serat gelendong pembelahan
c.
kromatin menjadi kromosom
d.
kromosom akan memisahkan diri
e.
membran inti dan nukleus lenyap
4. Pada saat metafase terlihat kromatid berjejer-jejer di bidang
ekuator. Kemungkinan yang terjadi pada fase ini adalah ....
a.
pautan seks
b.
pindah silang
c.
gagal berpisah
d.
terlihat sel inti
e.
penghitungan jumlah kromosom
L
A
T
I
H
A
N
Biologi SMA/MA Kelas XII
121
5. Perhatikan gambar sel di bawah ini!
Berdasarkan gambar tersebut, sel berada pada fase ....
a.
profase I
d.
metafase II
b.
profase II
e.
metafase mitosis
c.
metafase I
6. Peristiwa sitokinesis pada pembelahan sel terjadi pada fase ....
a.
interfase
d.
anafase I dan telefase I
b.
profase dan metafase
e.
telofase I dan telofase II
c.
anafase dan telefase
7. Untuk dapat mengamati tahapan pembelahan meiosis, preparat
yang dibuat dari bagian tumbuhan adalah dari bagian ....
a.
batang bagian tengah
d.
mahkota bunga
b.
putik atau benang sari
e.
ujung akar
c.
pucuk daun
8. Oogonium yang mengalami pembelahan secara mitosis berkali-
kali akan menghasilkan ....
a.
polosit primer
d.
oosit primer diploid
b.
polosit sekunder
e.
oosit sekunder diploid
c.
oosit primer haploid
9 .
Pembentukan mikrospora pada tumbuhan berbunga terjadi pada ....
a.
ovarium
d.
kotak sari
b.
putik
e.
kelopak bunga
c.
kepala putik
10. Pembentukan megasporogenesis pada tumbuhan berbunga terjadi
pada ....
a.
ovarium
d.
kotak sari
b.
putik
e.
kelopak bunga
c.
kepala putik
Biologi SMA/MA Kelas XII
122
UJI KOMPETENSI
Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut dengan benar!
1. Penyakit kanker merupakan penyakit yang berbahaya saat ini.
Menurut Anda, apakah ada hubungan kanker dengan pembelah-
an sel pada tubuh? Bagaimana pembelahan sel tersebut dapat
mengarah ke pembentukan sel kanker? Jelaskan pendapat Anda!
2. Pernahkah Anda mendengar tentang bayi kembar siam? Apabila
dikaitkan dengan proses pembelahan sel, menurut Anda bagai-
mana dapat terjadi hal tersebut? Jelaskan pendapat Anda!
3. Pernahkah Anda mendapat luka terbuka di bagian kulit tangan
atau organ yang lain? Kapan luka tersebut dapat sembuh kembali?
Jika dikaitkan dengan pembelahan sel, bagaimanakah proses
terjadinya hal tersebut?
4. Jika kita lihat, pembelahan mitosis terjadi melalui berbagai
tahapan. Mengapa pembelahan sel-sel itu harus melalui berbagai
tahapan? Apabila salah satu dari tahapan-tahapan tersebut tidak
berlangsung dengan baik, menurut Anda apakah yang akan
terjadi pada sel tersebut?
5. Bakteri mengadakan pembelahan dengan cepat. Setiap menit
bakteri membelah diri dan menghasilkan lebih dari 20 sel anakan.
Dapat dikatakan bahwa tingkat reproduksi bakteri paling tinggi
dibandingkan organisme lain. Tetapi mengapa dunia ini tidak
dibanjiri oleh organisme ini? Jelaskan pendapat Anda disertai
alasan yang tepat!
II. Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut dengan benar!
1. Apakah perbedaan antara pembelahan mitosis dan meiosis?
2. Jelaskan tahap-tahap pembelahan mitosis!
3. Sebutkan tahap-tahap profase I yang terjadi pada pembelahan
meiosis!
4. Bagaimanakah proses pembentukan ovum pada seorang wanita?
5. Jelaskan tahap-tahap gametogenesis pada tumbuhan tingkat ting-
gi!