PEMBELAHAN MITOSIS PADA TUDUNG AKAR BAWANG MERAH (Allium cepa)
LAPORAN PRAKTIKUM
Disusun Untuk Memenuhi Tugas Praktikum Matakuliah Genetika I Yang Dibina Oleh Prof. Dr. A.D. Cerobima, M.Si
Oleh: Kelompok 15
M. Fitri Atho’illah 409342420439 Pratma Haya Paramita 409342420434
UNIVERSITAS NEGERI MALANG
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM JURUSAN BIOLOGI
PEMBELAHAN MITOSIS PADA TUDUNG AKAR BAWANG MERAH (Allium cepa)
A. LATAR BELAKANG
Akar merupakan organ tumbuhan yang berada di bawah permukaan tanah. Akar berfungsi untuk melekat pada substrat, menyerap air dan mineral dari dalam tanah, dan juga untuk menyimpan cadangan makanan. Pada ujung akar banyak ditemukan sel-sel meristem yang aktif membelah untuk menambah panjang akar sehingga penyerapan air di dalam tanah bisa maksimal (Setjo, 2004). Pembelahan sel yang terjadi pada sel-sel meristem ujung akar adalah pembelahan mitosis. Pembelahan mitosis salah satunya terjadi pada bawang merah (Allium cepa), khususnya pada bagian tudung akar yang aktif mengalami pembelahan dalam upaya perpanjangan akar sebagai upaya memenuhi nutrisi dan air sebagai kebutuhannya. Dengan demikian, maka pada praktikum ini dilakukan pengamatan terhadap pembelahan mitosis pada tudung akar bawang merah.
1. Mitosis
Mitosis merupakan proses pembelahan nukleus pada sel eukariotik yang mempertahankan jumlah kromosom dengan cara mengalokasikan kromosom yang direplikasikan secara sama ke masing-masing nukleus anak.
Mitosis umumnya diikuti sitokinesis yang membagi sitoplasma dan membran sel. Proses ini menghasilkan dua sel anakan yang identik, yang memiliki distribusi organel dan komponen sel yang nyaris sama. Mitosis dan sitokenesis merupakan fase mitosis (fase M) pada siklus sel, di mana sel awal terbagi menjadi dua sel anakan yang memiliki genetik yang sama dengan sel awal.
Mitosis terjadi hanya pada sel eukariot. Pada organisme multisel, sel somatik mengalami mitosis, sedangkan sel kelamin (yang akan menjadi sperma pada jantan atau sel telur pada betina) membelah diri melalui proses yang berbeda yang disebut meiosis. Sel prokariot yang tidak memiliki nukleus menjalani pembelahan yang disebut pembelahan biner.
Pada mitosis terdapat beberapa tahapan-tahapan yaitu:
a. Interfase: kromosom tidak dapat dibedakan antara satu dengan yang lainnya, dan nukleus terlihat sebagai gumpalan padat. Ini
merupakan tahap kromosom yang saling aktif dalam fungsi mikanisme fisiologis. Selama tahap ini, informasi gen dibaca dan ditransisikan untuk mikanisme biokimia organisme. Kromosom dikelilingi oleh membran nukleus (selaput inti) yang memisahkan nukleus dari bagian isi sel yang lain (sitoplasma).
b. Profase: kromosom mempersiapkan diri untuk proses pembelahan sel, dengan jalan melakukan penebalan dan pemendekan kromosom. Kromatid (yang merupakan duplikasi setengah bagian memanjang kromosom, yang terjadi dari duplikasi), mulai terlihat. Pada tahap ini nokleolus (anak inti) yang bundar dan berwarna gelap juga terlihat. Pada titik-titik tertentu kromosom tersebut saling berpasangan. Proses ini sangat penting dalam mikanisme pembelahan sel dan penyusun kromosom yang baru.
c. Metafase: ditandai dengan munculnya gelendong pembelahan. Kromosom menyusun diri secara acak pada satu bidang ekuator atau tengah-tengah sel. Pada awal fase ini, membran nukleus dan nukleolus lenyap. Sentromer, suatu daerah vital bagi pergerakan kromosom, melekat pada serabut gelendong yang bertanggung jawab terhadap arah pembelahan kromosom selama pembelahan. d. Anafase: sentromer membelah mengikuti panjang kromosom dan
kromatid mulai bergerak pada serabut gelendong menuju ke kutub-kutub sel terdekat. Setiap kromatid sekarang dipandang sebagai kromosom-kromosom yang baru.
e. Telofase: kromosom baru telah menyelesaikan pergerakannya menuju kutub dan di dalam membran nukleus. Selama tahap ini berlangsung suatu dinding sel baru mulai terbentuk diantara dua nukleus baru.
2. Bawang Merah
Bawang merah memiliki nama latin (Allium cepa), merupakan tumbuhan berbiji dengan satu lembaga.
Menurut Tjitrosoepomo (1983) taksonomi bawang merah: Divisi : Spematophyta
Subdivisi : Angiospermae Kelas : Monocotyl Ordo : Liliales Famili : Alliaceae Genus : Allium Spesies : Allium cepa
Morfologi luar dari bawang merah adalah sebagai berikut: - Perawakan herba dengan umbi lapis
- Sistem perakaran serabut
- Daun berupih, bentuk memanjang berupa silinder dengan ujung meruncing
- Memiliki perbungaan tak terbatas berbentuk payung - Bakal buah memiliki ruang
B. RUMUSAN MASALAH
1. Apa saja tahap-tahap yang ditemukan dalam proses pembelahan mitosis pada akar bawang merah?
2. Bagaimana ciri dari masing-masing tahapan dalam pembelahan mitosis pada akar bawang merah?
3. Larutan apa saja yang digunakan dalam pengamatan proses pembelahan mitosis pada akar bawang merah dan apa fungsinya?
C. TUJUAN
1. Untuk mengetahui tahap-tahap yang ditemukan dalam proses pembelahan mitosis pada akar bawang merah.
2. Untuk mengetahui ciri dari masing-masing tahapan dalam pembelahan mitosis pada akar bawang merah.
3. Untuk mengetahui larutan yang digunakan dalam pengamatan proses pembelahan mitosis pada akar bawang merah beserta fungsinya.
D. MANFAAT
1. Mahasiswa dapat mengetahui tahap-tahap pembelahan mitosis akar bawang merah.
2. Mahasiswa dapat mengetahui dan mengenali ciri-ciri dari masing-masing tahap pembelahan mitosis pada akar bawang merah.
3. Mahasiswa dapat mengetahui fungsi dari masing-masing larutan yang berperan dalam pengamatan fase mitosis akar bawang merah.
E. ALAT dan BAHAN
Alat dan bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah: 1. Mikroskop cahaya
2. Kaca benda dan kaca penutup 3. Botol vial
4. Silet berkarat/ Silet biasa 5. Pinset 6. Pipet 7. Tissue 8. Larutan FAA 9. Alkohol 70% 10. Larutan HCL 1 N 11. Acetocarmin
12. Akar bawang merah Allium cepa F. PROSEDUR KERJA
Memotong akar bawang merah yang telah ditumbuhkan seminggu sebelumnya pada jam 24.00 WIB.
Memasukkan potongan akar ke dalam botol vial yang berisi larutan FAA.
Mengambil potongan akar dengan pinset dan meletakkan di atas kaca benda.
Menambahkan Alkohol 70% sampai akar terendam selama 4 menit.
Menghisap alkohol dengan tissue.
Menambahkan larutan HCl 1 m sampai akar terendam selama 4 menit
Menghisap larutan HCl dengan tissue.
Memotong tudung akar (yang warnanya lebih putih dari warna bagian yang lain).
Menetesi larutan asetocarmin secukupnya.
Mencacah tudung akar yang bercampur dengan larutan asetocarmin dengan silet berkarat sampai halus.
Menutup dengan kaca penutup dan menggilasnya dengan pensil.
Mengamati dengan mikroskop cahaya.
Menggambar hasil pengamatan. G. HASIL PENGAMATAN
Data hasil pengamatan tahap-tahap pembelahan mitosis tudung akar pada bawang merah (dengan perbesaran 40 X 10).
No. Tahap Mitosis Gambar
1 Profase 2 Metafase 3 Anafase
4 Telofase
H. PEMBAHASAN
Pada pengamatan pembelahan mitosis yang dilakukan dengan pemotongan akar pada saat tengah malam, yaitu pukul 24.00 WIB. Menurut Margono (1973) hal ini dikarenakan pada ujung akar bawang merah banyak sel yang mengalami aktifitas pembelahan dengan rentangan 5 menit sebelum dan sesudah pukul 24 malam. Sehingga tahap-tahap mitosis dapat diamati. Tujuan penggunaan akar pada praktikum kali ini adalah antara lain karena akar merupakan salah satu jaringan yang sel-sel penyusunnya adalah sel-sel somatik, khusus pada ujung akar bersifat meristematik. Mitosis merupakan pembelahan sel yang umumnya terjadi pada sel-sel yang hidup terutama sel-sel yang sedang tumbuh, dan dan sel-sel ini umumnya terdapat pada ujung akar dan ujung batang tumbuhan.
Pemotongan bagian ujung akar (pada jam 12 malam) yang kemudian dilanjutkan dengan perendaman potongan ke dalam larutan FAA. Perendaman dilakukan agar sel tidak mengalami pembelahan lagi, karena larutan FAA merupakan larutan fiksatif yang dapat menahan sel untuk tidak membelah lagi sehingga tahap-tahap pembelahan mitosis dapat teramati. Sebelum pengamatan atau pembuatan preparat, dilakukan dua kali perendaman dengan perendaman pertama pada alkohol 70% selama empat menit dan rendaman selanjutnya pada larutan HCL 1 N selama empat menit. Perendaman pada alkohol bertujuan untuk mensterilkan akar dari mikroba, sementara untuk larutan HCL 1 N berfungsi memperjelas daerah tudung, sehingga dapat dibedakan dengan jelas antara bagian tudung dengan bagian yang bukan tudung akar. Pemberian HCl ini juga dapat melunakkan dinding sel sehingga memudahkan dalam memotong atau mencacah.
Perlakuan berikutnya adalah pemberian acetocarmin. Acetocarmin adalah pewarna, sehingga jelas fungsinya adalah untuk memberi warna sel-sel akar bawang sehingga mudah untuk diamati. Selain itu, agar penyerapan warna lebih cepat maka perlu ditambahkan Fe, yang didapatkan dengan mencacah bahan amatan menggunakan silet berkarat. Dari hasil pengamatan pada pembelahan mitosis akar bawang merah yang dilakukan di dapatkan empat fase, fase pertama yang ditemukan yaitu profase. Pada fase ini terlihat sel dengan bagian inti yang sudah mulai terakhir seperti benang-benang yang tidak teratur. Menurut Saktiono (1999) sebenarnya pada fase ini sel sudah mempersiapkan diri untuk membelah yang ditandai dengan berubahnya benang-benang kromatid menjadi kromosom dengan satu sentromer, selain itu dinding inti (nukleus) dan anak inti (nukleolus) menghilang, pasangan sentriol yang terdapat dalam sentrosom berpisah dan bergerak menuju kutub yang berlawanan, dan serat-serat atau benang-benang spindel terbentuk diantara kedua kutub pembelahan.
Selanjutnya ditemukan anafase, dari pengamatan fase ini memperlihatkan kromosom yang sudah mulai memisah dan menuju kearah kedua kutub. Saktiono (1999) menjelaskan bahwa sentromer dari setiap kromosom membelah menjadi dua dengan masing-masing satu kromatid. Kemudian setiap kromatid berpisah dengan pasangannya dan menuju ke kutub yang berlawanan. Kemudian, fase yang ditemukan adalah metafase. Berdasarkan pengamatan yang dilakukan terlihat bahwa kromosom menyusun diri secara acak pada satu bidang ekuator atau tengah-tengah sel. Pada awal fase ini, membran nukleus dan nukleolus lenyap. Sentromer, suatu daerah vital bagi pergerakan kromosom, melekat pada serabut gelendong yang bertanggung jawab terhadap arah pembelahan kromosom selama pembelahan (Welsh dan Mogen 1991).
Dan yang terakhir ditemukan adalah telofase. Untuk dapat menemukan fase ini sangat sulit karena pada fase ini kromosom yang diamati hampir menyerupai anafase, sehingga membutuhkan ketelitian agar dapat ditemukan telofase yang benar. Pada fase ini kromosom baru telah menyelesaikan pergerakannya menuju kutub dan mulai menyebar di dalam membran nukleus. Selama tahap ini berlangsung suatu dinding sel baru mulai terbentuk diantara dua nukleus baru (Wells dan Mogan, 1991). Dalam pengamatan, fase ini terlihat sel
yang memiliki dua inti dengan dinding sel bagian. Jadi, hasil dari pembelahan mitosis yaitu menghasilkan sel anakan yang jumlah kromosomnya sama dengan jumlah kromosom sel induknya.
I. PENUTUP 1. Kesimpulan
a. Fase-fase mitosis yang ditemukan pada pengamatan akar bawang merah (Allium cepa) adalah Profase, Metafase, Anafase, dan Telofase.
b. Ciri-ciri yang dapat diamati pada masing-masing fase yang ditemukan adalah:
Pada tahap profase, kromosom pada inti sel terlihat mengumpul tak beraturan, kromosom terlihat jelas dan susunannya agak meregang. Pada tahap metafase, kromosom terlihat berjajar dan mengumpul
ditengah (pada ekuator).
Pada anafase nampak kromosom-kromosom homolog berkumpul menuju kutub yang berlawanan dan terdapat gelendong-gelendong pembelahan.
Pada telofase nampak adanya dinding pemisah yang berupa sekat yang belum sempurna dan tidak begitu jelas terlihat sehingga agak sulit dibedakan dengan anafase.
2. Saran
Untuk praktikum selanjutnya, diharapkan kepada praktikan agar dalam pemotongan tudung akar dilakukan pada pukul 24.00 dengan toleransi waktu 5 menit sebelum dan sesudahnya. Diharapkan lebih banyak membaca referensi karena konsep yang di dapatkan pada saat praktikum berbeda dengan konsep yang didapatkan sebelumnya, contohnya fase pembelahan mitosis antara gambar pada literatur dengan preparat pada kenyataannya jauh berbeda. Saat menggunakan silet berkarat untu mencacah akar bawang, diharapkan mencacah sampai halus karena bila cacahan masih terlalu tebal maka yang terlihat di mikroskop hanya warna hitam dan fase mitosis tidak dapat diamati.
J. DAFTAR PUSTAKA
Campbell, 1994, Biologi, Jakarta:Erlangga
Margono, Hadi. 1973. Pengaruh Colchisin Terhadap Pertumbuhan Memanjang Akar Bawang Merah (Allium Cepa). Skripsi Tidak Diterbitkan. Malang: IKIP
Mogen, Johanis.,P.,Wells, James.,R. 1991. Dasar Genetika Dan Pemuliaan Tanaman. Jakarta: Erlangga
Saktiyono. 1999. Biologi SMU Kelas 3. Jakarta: Erlangga
Setjo, Susetyoadi. 2004. Anatomi Tumbuhan. Malang: IMSTEP JICA. Tjitrosoepomo, S. 1983. Botani Umum. Bandung: Angkasa
K. DISKUSI Pertanyaan:
1. Berikut ini adalah kemikalia yang dipakai dalam praktikum mitosis akar bawang merah:
- FAA
- Alkohol 70% - HCl 1N - Acetocarmin
a. Jelaskan fungsi kemikalia di atas!
b. Bagaimana proses biologis kerja dari kemikalia diatas sehingga dapat menjelaskan fungsi tersebut?
c. Mengapa konsentrasi alkohol yang dipakai adalah 70%? Jelaskan! 2. Mengapa dalam pencacahan akar bawang merah digunakan silet berkarat?
Jelaskan!
3. a. Mengapa pada praktikum mitosis akar bawang merah yang dipakai adalah tudung akar? Kemukakanlah pendapat saudara!
b. Apabila bagian akar yang dipakai selain bagian tudung akar, bagaimana hasilnya?
4. Jika ditemukan permasalahan-permasalahan berikut, jelaskan kemungkinan penyebabnya dan berikan solusi yang tepat!
a. pada pengamatan dibawah mikroskop, sel-sel penyebarannya banyak yang bertumpuk-tumpuk!
b. warna sel terlalu pucat setelah diwarnai dengan acetokarmin! c. warna sel terlalu pekat setelah diwarnai dengan acetokarmin!
d. pada preparat hanya ditemukan beberapa fase saja dari keseluruhan fase mitosis!
6. Terkait dengan ilmu genetika, jelaskan tujuan peristiwa mitosis pada Makhluk Hidup!
Jawaban:
1. a. Fungsi dari kemikalia yang digunakan antara lain :
FAA → Larutan FAA berfungsi untuk menghentikan aktifitas pembelahan dan mempertahankan keadaan sel seperti saat membelah.
Alkohol 70% → Alkohol 70% berfungsi sebagai penetral kandungan FAA dan penyegar sel
HCl →Larutan HCl 1 N digunakan untuk membersihkan bahan yang akan diamati dari zat-zat lain dan untuk melunakkan jaringan.
Acetokarmin → Larutan Acetokarmin berfungsi sebagai pemberi warna pada kromosom, sehingga kromosom dapat dengan mudah diamati.
b. Mekanisme kerja secara biologis kemikalia yang digunakan antara lain :
Larutan FAA : Pada saat pemotongan dilakukan pada jam 00.00 WIB, larutan FAA akan menghambat atau menahan sel membelah lagi sehingga pembelahan sel akan terhenti.
Alkohol 70% : Pada saat akar bawang merah direndam dalam alkohol 70% selama 4 menit, alkohol akan menetralkan kandungan FAA yang terdapat dalam akar serta mengembalikan kesegaran sel, selain itu selama perendaman, alkohol juga mensterilkan mikroba yang mungkin ada dalam akar bawang merah.
HCl 1 N : Pada saat akar bawang merah direndam dengan HCl selama 4 menit, HCl akan memperjelas bagian putih pada tudung akar dan akar bawang yang direndam dengan HCl akan menjadi lunak.
Acetocarmin : warna merah pada acetocarmin akan diserap oleh sel-sel akar bawang merah sehingga sel-sel akar bawang merah yang semula putih akan menjadi berwarna.
c. Dalam pratikum mitosis akar bawang merah digunakan alkohol 70% karena alkohol dalam konsentrasi ini merupakan larutan desinfektan terbaik atau sebagai larutan yang berfungsi membunuh bakteri/ mikroba yang mungkin ada di dalam akar bawang sehingga nantinya didapatkan bahan amatan yang steril.
2. Tujuan penggunaan silet berkarat pada saat pencacahan adalah untuk mengefektifan proses penyerapan warna. Seperti kita ketahui dalam karat besi terdapat Fe Cl2 yang mampu mengoksidasi sehingga mampu menyerap air pada saat pencacahan dan acetocarmin dapat akan mudah diserap oleh sel-sel akar bawang merah.
3. a. Mitosis merupakan pembelahan sel yang umumnya terjadi pada sel-sel yang hidup terutama sel-sel-sel-sel somatik yang sedang tumbuh (meristematik) seperti ujung batang atau ujung akar. Alasan penggunaan akar pada praktikum kali ini karena akar bawang merah merupakan organ yang sel-sel penyusunnya adalah sel-sel somatik. Ujung akar (tudung akar) bersifat parenkimatis yang aktif membelah (meristematik). Di samping itu, susunan sel pada tudung akar lebih mudah diamati dari pada di jaringan lainnya.
b. Apabila bagian yang dipakai adalah selain tudung akar, maka kemungkinan untuk menemukan fase mitosis akan sulit karena tidak semua jaringan tumbuhan bersifat meristematis dan apabila suatu jaringan telah menjadi jaringan dewasa, maka yang teramati hanyalah susunan selnya saja secara anatomi.
4. a. Pada pengamatan di bawah mikroskop, sel kelihatan bertumpuk-tumpuk karena pada waktu pencacahan, cacahan bawang kurang halus atau kurang lembut sehingga sel yang diamati di bawah mikroskop masih terlalu besar sehingga kelihatan bertumpuk. b. Setelah pemberian acetocarmin warna sel menjadi terlalu pucat
karena pada saat penggerusan, kaca penutup ditekan terlalu kuat sehingga acetocarmin banyak yang keluar dari kaca penutup, akibatnya hanya sedikit acetocarmin yang diserap oleh sel akar bawang merah.
c. Setelah pemberian acetocarmin warna sel menjadi terlalu pekat karena pada saat penggerusan, kaca penutup ditekan terlalu lemah sehingga acetocarmin banyak terkumpul di preparat, bisa juga karena pemberian acetocarmin yang terlalu banyak sehingga warna merah yang diserap sel akar bawang merah juga menjadi banyak. d. Pada preparat hanya ditemukan beberapa fase dari semua fase yang
ada karena pemotongan tidak dilakukan tepat pada jam 00.00 WIB karena jika dilakukan pemotongan lebih dari pukul 00.00 WIB, maka akan sulit menemukan keempat fase mitosis. Selain itu, dipengaruhi oleh waktu praktikum yang kurang karena pengamatan bawang memerlukan waktu lama dan ketelitian yang tinggi, serta keterbatasan alat seperti mikroskop juga dapat mengganggu proses menemukan fase mitosis karena konsentrasi akan terganggu akibat banyak mahasiswa yang menunggu mikroskop.
5. Pemotongan akar bawang merah dilakukan pada pukul 00.00 WIB, karena pada waktu ini sel-sel pada daerah meristem titik tumbuh akar sedang aktif membelah. Menurut Margono (1973) hal ini dikarenakan pada ujung akar bawang merah banyak sel yang mengalami aktivitas pembelahan dengan rentangan 5 menit sebelum dan sesudah pukul 00.00 WIB.
6. Fungsi mitosis terkait pada penggadaan jumlah sel yang berguna dalam pertumbuhan dan perkembangan makhluk hidup. Karena dalam proses mitosis terjadi proses pembelahan inti yang berupa gen, kromosom, nuklei dan sentromer yang memperbanyak diri, serta tidak ada perubahan jumlah kromosom maupun perubahan sifat dari sel induk ke sel anak.
