7. BAB VII REPRODUKSI SEL
SUMBER BELAJAR PENUNJANG PLPG 2017
MATA PELAJARAN/PAKET KEAHLIAN
BIOLOGI
BAB VII REPRODUKSI SEL
Dra. Ely Rudyatmi, M.Si.
Dra. Endah Peniati, M.Si.
Dr. Ning Setiati, M.Si.
KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN
DIREKTORAT JENDERAL GURU DAN TENAGA KEPENDIDIKAN
2017
(2)
1 Kompetensi Inti Guru (KI)
Menguasai materi, struktur, konsep, dan pola pikir keilmuan yang mendukung mata pelajaran yang diampu
Kompetensi Guru Mata pelajaran (KD)
Memahami lingkup dan kedalaman biologi sekolah
Pada dasarnya reproduksi sel bertujuan untuk menambah jumlah dan jenis sel, atau membentuk sel-sel lain dengan tujuan tertentu. Reproduksi sel dilakukan dengan mengadakan pembelahan pada sel yang sudah ada. Ada tiga cara pembelahan , yaitu amitosis, mitosis, dan meiosis.
A. PEMBELAHAN AMITOSIS
Pembelahan amitosis merupakan pembelahan sel yang didahului oleh
pembentukan benang spindel. Jadi pembelahan amitosis adalah pembelahan sel secara langsung atau disebut juga dengan pembelahan sederhana. Inti membelah menjadi dua bagian, langsung didistribusikan pada sel anak diikuti dengan pembelahan sitoplasma dan membran sel. Pembelahan secara langsung ini, biasanya terjadi pada makhluk hidup bersel satu (uniseluler) atau pada prokariota (Amoeba, Paramecium, Alga biru dll). sifat sel anaknya identik dengan sel induknya.
Contoh pembelahan ini terjadi pada bakteri, Amoeba, Paramecium, atau alga biru.
(3)
2
B. PEMBELAHAN MITOSIS
Pembelahan mitosis merupakan pembelahan sel yang tidak langsung, yaitu melalui tahapan profase, metafase, anafase, dan telofase (PMAT).
Ciri-ciri pembelahan yaitu: terjadi pada pembelahan sel tubuh (somatis), bertujuan untuk pertumbuhan dan regenerasi, menghasilkan dua sel anak yang identik dengan sel induk semula (diploid menjadi diploid/haploid menjadi haploid), berlangsung dalam satu kali PMAT
Tahap-Tahap Pembelahan Mitosis 1. Profase :
Tahap ini berlangsung paling lama dan paling banyak memerlukan energi. Pada tahap ini terjadi peristiwa sebagai berikut:
a. benang kromatin menjadi kromosom,
b. kromosom mengganda menjadi dua kromatid tetapi masih melekat dalam satu
sentromer
c. membran inti dan nukleolus lenyap
d. sentrosom memisah menjadi dua sentriole dan menuju ke arah dua kutub
berlawanan,
(4)
3 2. Metafase : Pada fase ini kromosom tampak
paling jelas terlihat. memerlukan energi terkecil dan waktu yang paling singkat.
a. kromosom berjajar pada bidang ekuator;
b. sentromer kromosom berikatan dengan
kinetokor yang berhubungan dengan
benang spindel.
3. Anafase :
Pada tahap ini terjadi peristiwa sebagai berikut:
a. sentromer membelah,
b. benang spindel menarik kromosom menuju
kutub sel yang berlawanan.
4. Telofase :
Pada tahap ini terjadi peristiwa sebagai berikut:
a. Kromosom berubah menjadi benang
kromatin
b. Membran inti dan nukleolus terbentuk kembali
c. Terjadi sitokinesis (pembagian sitoplasma) sehingga dihasilkan dua sel yang identik dengan sel semula
Siklus Sel
Di antara mitosis pertama dan mitosis berikutnya terdapat interfase. Saat interfase sel tidak membelah tetapi aktif melakukan metabolisme untuk pertumbuhan dan pembentukan energi untuk pembelahan mitosis berikutnya. Interfase tidak termasuk dalam tahap PMAT dan dibedakan dalam tiga tahap, yaitu:
(5)
4
a. G1 (gap 1) : merupakan akhir mitosis dan awal sintesis (presintesis), pada fase ini sel mulai tumbuh membesar
b. S (sintesis) : terjadi duplikasi organel dan sintesis DNA, pada tahap ini sel aktif melakukan metabolisme, tumbuh, dan berkembang
c. G2 (gap2) : merupakan akhir fase sintesis (postsintesis) dan awal dari mitosis berikutnya
Tahapan pembelahan di atas berulang terjadi sampai tujuan pembelahan selesai. Setelah selesai melakukan pembelahan mitosis, sel akan memasuki tahapan interfase, dilanjutkan mitosis lagi, dan seterusnya.
Cantoh kasus yang melibatkan terjadinya pembelahan mitosis adalah peristiwa penyembuhan luka (regenerasi), sel akan berhenti membelah manakala luka telah sembuh. Itulah salah satu kehebatan sel. Tahu kapan harus membelah, dan tahu kapan harus berhenti. Sel yang tahu diri untuk berhenti dari pembelahan akan masuk ke fase G0 atau fase stationer. Pada tahap ini sel tidak akan melakukan pembelahan. Jika terjadi luka, sel segera memasuki fase G1 untuk melakukan pembelahan.
Pada kasus tertentu sel tumor atau kanker pertumbuhan sel tidak terkontrol, harusnya masuk G0 tetapi tetap masuk ke G1.
Perhatikan perbedaan mendasar pada mitosis sel hewan dan tumbuhan di bawah ini.
(6)
5 Pada pembelahan mitosis tumbuhan tidak dijumpai adanya sentrosom, tahapan
pembelahan inti sama dengan yang terjadi pada sel hewan. Pembelahan sitoplasma tidak sama dengan sel hewan yang dimulai dengan terjadinya pelekukan membran sel di daerah ekuatorial, tetapi dimulai dengan terbentuknya fragmoplas pada daerah ekuatorial yang merupakan inisial dinding sel yang akan memisahkan kedua sel anak.
C. PEMBELAHAN MEIOSIS
Pembelahan meiosis merupakan pembelahan sel yang terjadi dalam dua tahap yang berurutan. Ciri-ciri pembelahan ini setiap sel kromosom dibagi menjadi dua, sehingga dikenal dengan pembelahan reduksi. Sel anak hasil pembelahan mempunyai jumlah kromosom setengah dari kromosom sel induknya. Pembelahan terjadi dua kali secara berturut-turut tanpa dselingi dengan interfase (fase intirahat). Terjadi pada alat reproduksi/gametogonium pada saat gametogenesisi (pembentukan gamet).
Tujuan dari Pembelahan Meiosis
a. Mereduksi kromosom (mengurangi jumlah kromosom)
b. Membentuk gonad/ gametogenesis
c. untuk mempertahankan jumlah kromosom zigot setiap individu sama dengan individu kedua induknya
Ciri-ciri Pembelahan Meiosis
a. Berlangsung pada organ genetalia (organ reproduksi)
b. Menghasilkan empat sel anakan
c. Terjadi dua kali pembelahan yaitu, Meiosis I dan Meiosis II d. Tidak diselingi dengan interfase (fase istirahat)
e. Sel anak mempunyai separuh jumlah kromosom dari jumlah kromosom induknya
(reduksi)
(7)
6
Tahapa-tahap Pembelahan Meiosis
Meiosis I
Meiosis I terbagi empat (Profase I – Metafase I – Anafase I – Telofase I) 1) Profase I
Profase I dibagi menjadi beberapa tahap, diantaranya :
· Leptonema adalah benang-benang kromati menebal menjadi kromosom
· Zigonema adalah tiap kromosom homolog bergandengan, dan tiap pasang kromosom homolog disebut dengan bivalen
· Pakinema adalah tiapa bagian dari kromosom homolog mengganda, tetapi masih dalah ikatan 1 sentromer sehingga membentuk tetrad
· Diplonema adalah kromatid dari tiap belahan kromosom memendek dan membesar, serta tampak saling menjauhi tetapi tetap terikat bersama oleh kiasmata (terjadinya pindah silang (crossing over)).
· Diakinesis adalah kromatid masih melanjutkan gerakan untuk salaing menjauhi dan kiasmata mulai bergerak kearah ujung-ujung kromosom, kemudian sentrososm membentuk 2 sentriol yang masing-masing membentuk benang spindle atau benang gelondong pembelahan. Satu sentriol bergerak kearah kutub yang berlawanan sendangkan yang satunya llagi tetap pada posisi semula. Nukleoplasma (membran inti) dan nukleolus (anak inti) menghilang.
2) Metafase I
Setiap tedrad, berada pada bidang metaphase atau dataran metaphase 3) Anafase I
Tiap-tiap tetrad memisahkan diri dari pasangannya, kemudian bergerak kearah kutub yang berlawanan. Sentromer belum membelah.
4) Telofase I
Tiap-tiap tetrad makin mendekatai kutub, membran inti dan nukleoplasma muncul kembali, terbentuknya bidang pembelahan pada bagia tengah sel, kromatid meregang dan membentuk benang-benang kromatin, serta terbentuknya dua sel anak yang
(8)
7
Meiosis II
1. Profase II
Sentrosom membentuk 2 sentriol yang letaknya berlawanan ktub, yang dihubungkan oleh benang spindle.
Nukleoplasma dan nukleus hilang
Kromatin berubah kromosom yang dijerat oleh benang spindle atau benang gelendong 2. Metafase II
a. Kromosom berada pada bidang equator
b. Kromatid bergandengan (berkelompok) dua-dua
c. Sentromer belum membelah
3. Anafase II
· Tiap-tiap tetrad memisahkan diri dari pasangannya, kemudian bergerak kearah kutub yang berlawanan.
4. Telofase II
a. Kromatid berkumpul pada kutub pembelahan, kemudian berubah menjadi kromatin
b. Nukleoplasma dan nukleus terbentuk lagi
c. Pada akhir pembelahan meiosis II, terbentuk empat sel yang masing-masing sel mengandung separuh dari kromosom induknya.
Sekarang coba perhatikan Gambar di bawah ini
(9)
8 (Bracegirdle B and P.H.Miles 1971)
Perbedaan antara pembelahan Mitosis dengan Mieosis :
No. Kriteria Perbedaan Mitosis Meiosis
1. Lokasi pembelahan Sel-sel tubuh Pada alat kelamin (Sel miko
dan megasporosit)
/pembentukan sel kelamin
2. Jumlah tahapan Satu kali Dua kali
3. Jumlah sel anak Satu sel induk
menghasilkan dua sel anak
Satu sel induk menghasilkan 4 sel anak
4. Jumlah kromosom
anak
Diploid (2n) (Pembelahan equasi)
Haploid (n) (pembelahan reduksi)
5. Pindah silang Tidak terjadi Terjadi pada profase I
6. Komponen genetik Sama dengan induk Berbeda dengan induk
7. Tujuan Pertumbuhan dan
regenerasi sel
Reduksi kromosom yaitu pembentukan gamet
(1)
3 2. Metafase : Pada fase ini kromosom tampak
paling jelas terlihat. memerlukan energi terkecil dan waktu yang paling singkat.
a. kromosom berjajar pada bidang ekuator; b. sentromer kromosom berikatan dengan
kinetokor yang berhubungan dengan
benang spindel.
3. Anafase :
Pada tahap ini terjadi peristiwa sebagai berikut: a. sentromer membelah,
b. benang spindel menarik kromosom menuju kutub sel yang berlawanan.
4. Telofase :
Pada tahap ini terjadi peristiwa sebagai berikut: a. Kromosom berubah menjadi benang
kromatin
b. Membran inti dan nukleolus terbentuk kembali
c. Terjadi sitokinesis (pembagian sitoplasma) sehingga dihasilkan dua sel yang identik dengan sel semula
Siklus Sel
Di antara mitosis pertama dan mitosis berikutnya terdapat interfase. Saat interfase sel tidak membelah tetapi aktif melakukan metabolisme untuk pertumbuhan dan pembentukan energi untuk pembelahan mitosis berikutnya. Interfase tidak termasuk dalam tahap PMAT dan dibedakan dalam tiga tahap, yaitu:
(2)
4
a. G1 (gap 1) : merupakan akhir mitosis dan awal sintesis (presintesis), pada fase ini sel mulai tumbuh membesar
b. S (sintesis) : terjadi duplikasi organel dan sintesis DNA, pada tahap ini sel aktif melakukan metabolisme, tumbuh, dan berkembang
c. G2 (gap2) : merupakan akhir fase sintesis (postsintesis) dan awal dari mitosis berikutnya
Tahapan pembelahan di atas berulang terjadi sampai tujuan pembelahan selesai. Setelah selesai melakukan pembelahan mitosis, sel akan memasuki tahapan interfase, dilanjutkan mitosis lagi, dan seterusnya.
Cantoh kasus yang melibatkan terjadinya pembelahan mitosis adalah peristiwa penyembuhan luka (regenerasi), sel akan berhenti membelah manakala luka telah sembuh. Itulah salah satu kehebatan sel. Tahu kapan harus membelah, dan tahu kapan harus berhenti. Sel yang tahu diri untuk berhenti dari pembelahan akan masuk ke fase G0 atau fase stationer. Pada tahap ini sel tidak akan melakukan pembelahan. Jika terjadi luka, sel segera memasuki fase G1 untuk melakukan pembelahan.
Pada kasus tertentu sel tumor atau kanker pertumbuhan sel tidak terkontrol, harusnya masuk G0 tetapi tetap masuk ke G1.
Perhatikan perbedaan mendasar pada mitosis sel hewan dan tumbuhan di bawah ini.
(3)
5 Pada pembelahan mitosis tumbuhan tidak dijumpai adanya sentrosom, tahapan
pembelahan inti sama dengan yang terjadi pada sel hewan. Pembelahan sitoplasma tidak sama dengan sel hewan yang dimulai dengan terjadinya pelekukan membran sel di daerah ekuatorial, tetapi dimulai dengan terbentuknya fragmoplas pada daerah ekuatorial yang merupakan inisial dinding sel yang akan memisahkan kedua sel anak.
C. PEMBELAHAN MEIOSIS
Pembelahan meiosis merupakan pembelahan sel yang terjadi dalam dua tahap yang berurutan. Ciri-ciri pembelahan ini setiap sel kromosom dibagi menjadi dua, sehingga dikenal dengan pembelahan reduksi. Sel anak hasil pembelahan mempunyai jumlah kromosom setengah dari kromosom sel induknya. Pembelahan terjadi dua kali secara berturut-turut tanpa dselingi dengan interfase (fase intirahat). Terjadi pada alat reproduksi/gametogonium pada saat gametogenesisi (pembentukan gamet).
Tujuan dari Pembelahan Meiosis
a. Mereduksi kromosom (mengurangi jumlah kromosom) b. Membentuk gonad/ gametogenesis
c. untuk mempertahankan jumlah kromosom zigot setiap individu sama dengan individu kedua induknya
Ciri-ciri Pembelahan Meiosis
a. Berlangsung pada organ genetalia (organ reproduksi)
b. Menghasilkan empat sel anakan
c. Terjadi dua kali pembelahan yaitu, Meiosis I dan Meiosis II d. Tidak diselingi dengan interfase (fase istirahat)
e. Sel anak mempunyai separuh jumlah kromosom dari jumlah kromosom induknya (reduksi)
(4)
6
Tahapa-tahap Pembelahan Meiosis
Meiosis I
Meiosis I terbagi empat (Profase I – Metafase I – Anafase I – Telofase I)
1) Profase I
Profase I dibagi menjadi beberapa tahap, diantaranya :
· Leptonema adalah benang-benang kromati menebal menjadi kromosom
· Zigonema adalah tiap kromosom homolog bergandengan, dan tiap pasang kromosom homolog disebut dengan bivalen
· Pakinema adalah tiapa bagian dari kromosom homolog mengganda, tetapi masih dalah ikatan 1 sentromer sehingga membentuk tetrad
· Diplonema adalah kromatid dari tiap belahan kromosom memendek dan membesar, serta tampak saling menjauhi tetapi tetap terikat bersama oleh kiasmata (terjadinya pindah silang (crossing over)).
· Diakinesis adalah kromatid masih melanjutkan gerakan untuk salaing menjauhi dan kiasmata mulai bergerak kearah ujung-ujung kromosom, kemudian sentrososm membentuk 2 sentriol yang masing-masing membentuk benang spindle atau benang gelondong pembelahan. Satu sentriol bergerak kearah kutub yang berlawanan sendangkan yang satunya llagi tetap pada posisi semula. Nukleoplasma (membran inti) dan nukleolus (anak inti) menghilang.
2) Metafase I
Setiap tedrad, berada pada bidang metaphase atau dataran metaphase
3) Anafase I
Tiap-tiap tetrad memisahkan diri dari pasangannya, kemudian bergerak kearah kutub yang berlawanan. Sentromer belum membelah.
4) Telofase I
Tiap-tiap tetrad makin mendekatai kutub, membran inti dan nukleoplasma muncul kembali, terbentuknya bidang pembelahan pada bagia tengah sel, kromatid meregang dan membentuk benang-benang kromatin, serta terbentuknya dua sel anak yang jumlah kromosonya sama dengan jumlah kromosom induknya.
(5)
7
Meiosis II
1. Profase II
Sentrosom membentuk 2 sentriol yang letaknya berlawanan ktub, yang dihubungkan oleh benang spindle.
Nukleoplasma dan nukleus hilang
Kromatin berubah kromosom yang dijerat oleh benang spindle atau benang gelendong
2. Metafase II
a. Kromosom berada pada bidang equator
b. Kromatid bergandengan (berkelompok) dua-dua c. Sentromer belum membelah
3. Anafase II
· Tiap-tiap tetrad memisahkan diri dari pasangannya, kemudian bergerak kearah kutub yang berlawanan.
4. Telofase II
a. Kromatid berkumpul pada kutub pembelahan, kemudian berubah menjadi kromatin b. Nukleoplasma dan nukleus terbentuk lagi
c. Pada akhir pembelahan meiosis II, terbentuk empat sel yang masing-masing sel mengandung separuh dari kromosom induknya.
Sekarang coba perhatikan Gambar di bawah ini
(6)
8 (Bracegirdle B and P.H.Miles 1971)
Perbedaan antara pembelahan Mitosis dengan Mieosis :
No. Kriteria Perbedaan Mitosis Meiosis
1. Lokasi pembelahan Sel-sel tubuh Pada alat kelamin (Sel miko dan megasporosit)
/pembentukan sel kelamin
2. Jumlah tahapan Satu kali Dua kali
3. Jumlah sel anak Satu sel induk
menghasilkan dua sel anak
Satu sel induk menghasilkan 4 sel anak
4. Jumlah kromosom anak
Diploid (2n) (Pembelahan equasi)
Haploid (n) (pembelahan reduksi)
5. Pindah silang Tidak terjadi Terjadi pada profase I 6. Komponen genetik Sama dengan induk Berbeda dengan induk
7. Tujuan Pertumbuhan dan
regenerasi sel
Reduksi kromosom yaitu pembentukan gamet