REPRODUKSI SEL/PEMBELAHAN SEL KELAS XI SMA MUHAMMADIYAH 1 KARANGANYAR

A. Tujuan Pembelajaran 

Setelah kegiatan pembelajaran  ini  diharapkan mampu:  

1.                   Memahami mekanisme pembelahan secara amitosis. 

2.                   Memahami mekanisme pembelahan secara mitosis. 

3.                   Memahami mekanisme pembelahan secara meiosis. 

4.                   Membedakan proses amitosis, mitosis dan meiosis. 

B. Uraian Materi 

SIKLUS SEL

Sebelum siklus dimulai, ada syarat yang harus dipenuhi oleh suatu sel. Sel tersebut haruslah tumbuh, menyalin DNA-nya, dan membagi dirinya menjadi dua. Tahapan siklus sel dibagi menjadi dua fase utama yakni interfase dan mitosis. 

Pada siklus sel ada interfase yang ditandai dengan terjadinya pertumbuhan sel dan penyalinan DNA. Sedangkan pada fase mitosis terjadilah pembagian sel jadi dua dan dibagilah sitoplasmanya, lalu terbentuklah dua buah sel hasil pembelahan tadi. 

Interfase

Ini adalah awal dari terjadinya pembelahan. Di dalamnya ada fase-fase yang harus dilewati sebagaimana digambarkan di atas itu. 

Fase G1. Pada fase ini sel mengadakan pertumbuhan dan perkembangan disebut juga Fase G1. Di dalam Fase yang juga dikenal sebagai gap pertama ini, sel tumbuh membesar, organel disalin, dan terbentuk dinding molekuler. 

Fase S. Pada fase ini, sel mensintesiskan salinan DNA dalam nukleusnya. Sel juga menduplikat struktur pengorganisasian mikrotubulus yang dinamai centrosom. Centrosom membantu memisahkan DNA selama fase M nantinya. 

Fase G2. Fase ini ditandai dengan semakin besarnya sel. Pada fase ini juga terbentuklah protein serta organel. Setelah semua beres, fase mitosis siap dimulai. 

Tujuan Siklus Sel Buat Apa sih? 

Di awal udah gue bahas mengapa siklus sel ini penting bagi kita. Nah sekarang gue mau ringkasin buat elo biar enak aja bacanya hehe. 

·         Reproduksi 

Siklus sel pada reproduksi sel punya tujuan yang penting sih buat menjaga kelestarian makhluk hidup. Jadi sel-sel yang berkaitan dengan sistem reproduksi akan mengalami pembelahan secara meiosis untuk makhluk hidup yang berkembang biak secara seksual dan mitosis untuk yang aseksual. 

Pada manusia nih, kan kalau di cowok ada sperma sedangkan pada cewek ada sel telur. Nah kan sifat yang diwariskan pada meiosis tuh hanya setengah dari sel induknya saja kan. Terus waktu bertemu dengan sel lain gimana dong? Kalau elo ingin tahu banget sama itu, bisa baca penjelasan pewarisan sifat yang pernah dipublikasikan. 

·         Pertumbuhan dan perkembangan 

Inget, tumbuh dan berkembang tuh beda ya gaess. Sel yang tumbuh berarti dia membelah diri untuk jadi lebih banyak. Sedangkan berkembang berarti sel tersebut yang sebelumnya bertugas apa mengalami perkembangan ke tugas yang lain misalnya sel yang bertransformasi menjadi sel neuron dan sel epitel. 

·         Perbaikan dan regenerasi

Di saat kita tertidur lelap pada malam hari, sel-sel yang ada dalam tubuh sibuk memperbaiki diri dan beregenerasi lho. Itulah mengapa kita enggak disarankan buat begadang. Soalnya kalau begadang tuh bisa membuat regenerasi sel ditunda,.

Nah begitulah siklus yang dialami sel di dalam tubuh kita dan makhluk-makhluk hidup lain. Binatang, tanaman, manusia, semuanya mengalaminya. Hanya saja mungkin memang sukar untuk disaksikan karena ukuran sel yang sebegitu mungilnya sehingga sulit untuk dilihat menggunakan mata telanjang.

Pembelahan sel dibedakan menjadi secara langsung (amitosis) dan tidak langsung (mitosis dan meiosis). 

 

1. Amitosis 

Amitosis merupakan pembelahan sel yang terjadi secara langsung, yaitu tidak memiliki fase atau tahapan pembelahan. Amitosis juga disebut dengan pembelahan biner. Satu sel akan membelah menjadi dua sel sama besar dan memiliki materi genetik yang sama. Proses amitosis diawali dengan menempelnya kromosom pada dinding sel, kemudian ukuran sel akan membesar bersamaan dengan replikasi DNA. Setelah DNA baru terbentuk, sel akan mencapai ukuran maksimum dan akan membelah menjadi dua bagian yang memilki ukuran dan materi genetik yang sam

2. Pembelahan mitosis 

 Terjadi pada perbanyakan sel tubuh dan menghasilkan sel anak dengan jumlah kromosom sama dengan sel induk. Mitosis terjadi melalui beberapa tahap yaitu profase, metafase, anafase dan telofase. Antara mitosis yang satu dengan berikutnya terdapat interfase yang disebut fase istirahat, sehingga siklus sel terdiri dari interfase dan tahapan mitotik (pembelahan mitosis). 

 a. interfase 

Meskipun sering disebut sebagai fase istirahat karena bentuk kromosom tidak terlihat, tetapi kenyataannya pada interfase terjadi berbagai aktivitas metabolisme. Interfase merupakan waktu terlama dari seluruh siklus sel yaitu sekitar 90%, yang terdiri dari fase G1, S, dan G2. Selama fase G1 (Gap 1) terjadi pembentukan/pembelahan organel dan sintesis protein. Fase S (sintesis) terjadi sintesis dan replikasi DNA dan G2 (Gap 2) terjadi replikasi sentriol dan peningkatan energi simpanan. 

 b. Profase 

·                     Kromatin memendek dan menebal menjadi kromosom. 

·                     Kromosom membelah menjadi kromatid. 

·                     Sentriol berpisah dan bergerak menuju kutub yang berlawanan (kecuali tumbuhan tingkat tinggi, tidak memiliki sentriol, dan benang spindel terbentuk tanpa terikat pada sentriol) 

·                     Dari masing-masing sentriol, mikrotubulus membentuk serat gelendong pembelahan  (benang spindel) • Nukleolus lenyap. 

·                     Membran inti lenyap. 

·                     Serat gelendong memegang kromatid.   

 c. Metafase 

Kromatid mengatur diri dan berjejer dibidang equator, sehingga merupakan saat yang tepat menghitung jumlah kromosom dari suatu sel. 

 d. Anafase 

·                     Pembelahan inti ( kariokinesis ) melalui pembelahan sentromernya. 

·                     Kromatid bergerak ke kutub yang berlawanan. 

·                     Peristiwa berpisahnya kromatid disebabkan pengaruh enzim dinein. 

·                     Pemendekan spindel, sebagaimana pembentukannya maka pemendekan ini juga dipengaruhi          oleh molekul tubulin. 

·                     Tahap anafase menghasilkan salinan kromoso berpasangan (1c, 2n). 

e. Telofase 

·                     Kromosom berada di masing-masing kutub. 

·                     Membran inti terbentuk kembali. 

·                     Kromatid berubah menjadi kromatin. 

·                     Benang spindel lenyap dan nukleolus terbentuk kembali. 

·                     Pembelahan sitoplasma (sitokinesis), sehingga terbentuk 2 sel anak yang sama  jumlah kromosomnya dengan jumlah kromosom induknya. 

 

Gambar  Pembelahan mitosis hingga terbentuknya 2 sel anak

 

3. Pembelahan miosis (Pembelahan Reduksi) 

 Meiosis meliputi satu kali pembelahan kromosom diikuti dua kali pembelahan inti dan sel, sehingga menghasilkan sel anak dengan kromosom tereduksi yaitu setengah dari kromosom induk. Meiosis terjadi pada pembentukan gamet sperma dan ovum pada hewan dan tumbuhan berbiji, produksi spora di sporangium pada tumbuhan berspora. Setiap meiosis terdiri dari dua kali pembelahan, diantara meiosis I dengan meiosis II tidak terjadi interfase, hanya mungkin terdapat masa istirahat singkat yang disebut interkinase. 

·                     Meiosis I, mirip mitosis kecuali tingkat profase terdapat perbedaan yang sangat besar. 

·                     Meiosis II, identik dengan mitosis, bedanya pada meiosis II tidak terjadi duplikasi. 

a. Meiosis I 

 1) Profase I 

 Organisme memiliki pasangan kromosom yang diperoleh dari kedua induknya. Pasangan kromosom tersebut memiliki bentuk dan ukuran yang sama, disebut kromosom homolog. 

·                     Leptoten : benang-benang kromatin menjadi kromosom. 

·                     Zygoten : Sentrosom membelah dan masing-masing sentriol ke kutub yang berlawanan, sementara itu kromosom homolog berpasangan (disebut bivalen). Proses ini disebut sinapsis. 

·                     Pakiten : tiap kromosom membelah menjadi 2 kromatid, sehingga masingmasing terbentuk 4 kromatid (tetrad) yang menyatu melalui satu sentromer. 

·                     Diploten : kromosom homolog memisahkan diri dari pasangannya, terjadi kiasma dan crossing over. 

·                     Diakinesis : sentriol berada di kutub yang berlawanan, terbentuk serat gelendong, membran inti dan nukleolus lenyap. Pada profase ini dapat terjadi pindah silang (crossing over). 

2) Metafase I 

Kromosom tetrad berjejer berhadap-hadapan disepanjang equator dan melekat pada serat gelendong. 

 3) Anafase I 

Kromosom homolog yang masing-masing terdiri dari tetrad terpisah dan bergerak ke arah kutub yang berlawanan. 

 4) Telofase I 

·                     Membran inti terbentuk kembali. 

·                     Serat gelendong lenyap. 

·                     Kromosom berubah menjadi kromatin. 

·                     Nukleolus terbentuk kembali. 

·                    Pembelahan sitoplasma (sitokinesis), sehingga terbentuk dua sel anak yang bersifat haploid (n). 

 

Gambar  Meiosis 1

 

b. Meiosis II 

·          

 

1)            Profase II 

·  Kromatin berubah kembali menjadi kromosom. 

·  Kedua sentriol bergerak menuju kutub pembelahan. 

·  Membran inti dan nukleolus lenyap. 

·  Dari sentriol terbentuk serat gelendong. 

·  Melalui sentromernya kromosom menggantung di serat gelendong. 

2) Metafase II 

Kromosom yang terdiri dari dua kromatid berjejer di bidang equator. 

 

3) Anafase II 

·                     Pembelahan sentromer/inti (kariokinesis) 

·                     Kromatid bergerak menuju kutub yang berlawanan. 

 

4) Telofase II 

·                     Kromatid telah mencapai kutub pembelahan. 

·                     Pembelahan sitoplasma (sitokinesis) sehingga terbentuk 4 sel anakan haploid. 

Gambar  Meiosis II

C. Rangkuman 

1.                   Pembelahan sel dibedakan menjadi secara langsung (amitosis) dan tidak langsung (mitosis dan meiosis). 

2.                   Pembelahan sel secara langsung/amitosis adalah pembelahan sel tanpa adanya tahapan pembentukan serat gelendong serta penampilan kromosom. Amitosis terjadi pada organisme prokariotik seperti bakteri, dan alga hijau biru. Setiap sel membelah menjadi dua, maka pembelahan ini disebut juga pembelahan biner. 

3.                   Mitosis adalah perbanyakan sel tubuh dan menghasilkan sel anak dengan jumlah kromosom sama dengan sel induk. Mitosis terjadi melalui beberapa tahap yaitu profase, metafase, anafase dan telofase. Antara mitosis yang satu dengan berikutnya terdapat interfase yang disebut fase istirahat, sehingga siklus sel terdiri dari interfase dan tahapan mitotik (pembelahan mitosis) 

4.                   Meiosis meliputi satu kali pembelahan kromosom diikuti dua kali pembelahan inti dan sel, sehingga menghasilkan sel anak dengan kromosom tereduksi yaitu setengah dari kromosom induk. Meiosis terjadi pada pembentukan gamet sperma dan ovum pada hewan dan tumbuhan berbiji, produksi spora di sporangium pada tumbuhan berspora. Setiap meiosis terdiri dari dua kali pembelahan, diantara meiosis I dengan meiosis II tidak terjadi interfase, hanya mungkin terdapat masa istirahat singkat yang disebut interkinase. 

D. Penugasan Mandiri 

 Setelah kalian melakukan kegiatan pembelajaran pada pembelahan sel tumbuhan dan hewan, jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut ini ! 

1. Beradasarkan gambar tersebut, analisislah setiap tahapannya ! 

2. Lengkapilah t tahapan pada proses pembelahan sel secara mitosis 

3. Lengkapilah  tahapan pada proses pembelahan sel secara meiosis ! 

                      

               

E. Latihan Soal 

1. Pada siklus kehidupan sel, benang kromosom tidak ditemukan pada tahap .... 

A. profase 

B. anafase 

C. interfase 

D. metafase 

E. telofase 

 

2. Saat paling tepat menghitung jumlah kromosom adalah metafase, karena pada fase tersebut .... 

A. terbentuk kromatida 

B. kromatida berjejer di bidang equator 

C. kromosom bergerak ke kutub yang berlawanan 

D. kromosom berubah jadi kromatin 

E. kromatin berubah jadi kromosom 

 3. Ciri-ciri berikut merupakan beberapa tahapan pembelahan meiosis. 

1.                   Kromosom homolog melekat satu sama lain. 

2.                   Terbentuk tetrad atau bivalen. 

3.                   Kemungkinan terjadi saling tukar-menukar gen. 

4.                   Kromosom homolog mengatur diri pada bidang ekuator. 

5.                   Kromosom homolog berpisah. 

6.                   Kromosom menuju kutub-kutub yang berlawanan. 

  

Ciri tahapan pembelahan yang terjadi pada profase I ditunjukkan nomor .... 

A. 1 – 2 – 3 

B. 2 – 3 – 4 

C. 3 – 4 – 5 

D. 3 – 4 – 6 

E. 4 – 5 – 6 

 4. Semua ciri-ciri di bawah ini merupakan ciri tahap telofase pembelahan mitosis, kecuali .... 

A. menebalnya benang-benang kromatin 

B. terbentuk membran nukleus kembali 

C. terjadi pembelahan plasma sel pada bidang pembelahan 

D. benang-benang kromatin mencapai kutub sel 

E. terbentuk nukleolus kembali 

 

5. Perhatikan gambar pembelahan sel di bawah ini!  

 Sel tersebut berada pada fase .... 

A. profase I 

B. metafase I 

C. metafase II 

D. profase II 

E. anafase II 

                 

Kunci Jawaban dan Penjelasannya. 

1. C       

Tahap Interfase tidak memperlihatkan perubahan pada kromosom, sehingga disebut juga fase istiraha    

2. B       

Pata tahap Metafase, kromosom tertata pada bagain equator sehingga terlihat dengan jelas bentuk dan ukurannya.                

3. A       

1. Kromosom homolog melekat satu sama lain. 

2. Terbentuk tetrad atau bivalen. 

3. Kemungkinan terjadi saling tukar-menukar gen. Merupakan tahap Profase I      

 4.  A  menebalnya benang-benang kromatin, merupakan ciri kromosom pada tahap Profase.   

 5. B   Metafase I, memperlihatkan letak kromatid berpasangan berada di bagian equator.