SEL SEBAGAI DASAR TUMBUHAN BATANG

38  36  Download (0)

Teks penuh

(1)

SEL SEBAGAI DASAR TUMBUHAN

A. Pengertian Sejarah Perkembangan, dan Konsep Sel Mutakhir (Teori Sel)

Sel merupakan struktur satuan kehidupanyang semula dikenal oleh para ahli fisiologi Yunani. Kemajuan ini diperoleh sejalan dengan kemajuan dibidang ilmu-ilmu lainnya. Mikroskop pertama (“Compound microscope”) ditemukan oleh Zacharias Janssen (1580), tetapi barulah pada pertengahan abad berikutnya, Anthony Van Leeuwenhoekdan penelitian-penelitian lainnya mengembangkan menjadi suatu alat ilmiah yang penting. Ilmuan Inggris Robert Hooke(1665), kemudian merancang mikroskop majemuk yang memiliki sumber cahaya sendiri sehingga lebih mudah digunakan. Dia mengamati irisan-irisan tipis gabus melalui mikroskop dan menjabarkan struktur mikroskopik gabus sebagai “berpori seperti sarang lebah tetapi pori-porinya tidak beraturan”. Hooke menyebut pori-pori tersebut selkarena mirip dengan sel (bilik kecil) di dalam ‘biara’ atau ‘penjara’, yang sebenarnya dilihat oleh Hooke adalah dinding sel kosong yang melingkupi sel-sel mati pada gabus yang berasal dari kulit pohon ‘ek’. Pada penelitian yang lebih lanjut di dalam tumbuhan hijau ditemukan bagian (organella) yang hidup.

Gambar 1. Mikroskop rancangan Robert Hooke Gambar 2. Struktur gabus yang dilihat menggunakan sumber cahaya lampu minyak Robert Hooke melalui mikroskopnya

Ilmuan Italia Marcello Malpighi(1675-1679), menjabarkan unit penyusun tumbuhan yang ia sebut utricle (kantong kecil), berdasarkan pengamatannya setiap rongga tersebut berisi cairan dan dikelilingi oleh dinding yang kokoh. Newhemiah Grew (1682) dari Inggris juga menjabarkan sel tumbuhan dan ia berhasil mengamati banyak struktur hijau kecil di dalam sel-sel daun tumbuhan yaitu kloroplas.

(2)

(1824) seorang ahli biologi dari Perancis, dari hasil penelitiannya dikemukakan bahwa, pertumbuhan dari suatu organisme karena tumbuhnya kesatuan sel dan bertambahnya jumlah sel. Robert Brown (1831), menjumpai nukleus pada tiap-tiap sel tanaman anggrek.

Mathias Jakop Schleiden dan Theodor Schwann(1838) ahli botani dan zoologi Jerman, berpendapat bahwa tumbuh-tumbuhan dan hewan terdiri dari sel-sel, dimana sel-sel tersebut disusun menurut hukum-hukum tertentu. Kedua peneliti ini mengemukakan adanya teori ‘totipotensi sel’ yang menyatakan bahwa setiap sel tumbuhan mampu tumbuh menjadi tumbuhan baru yang sama seperti induknya. Teori totipotensi menjadi dasar penelitian bioteknologi sekarang. Rudolf Virchow(1858) ilmuan Jerman mengemukakan bahwa omnis cellula e cellula (sel berasal dari sel) sehingga lahirlah teori “sel merupakan kesatuan pertumbuhan”. Setelah ditemukan gen dalam kromosomyang ada di dalam nukleus maka lahirlah teori: “sel merupakan kesatuan heriditas dari mahluk hidup”. Walter Flemming (1842-1913) dan Eduard Strasburger (1875) mengamati pembelahan sel pada reproduksi sel sehingga memunculkan teori sel baru yaitu “sel merupakan kesatuan reproduksi dari mahluk hidup”

Purkinje ahli fisiologi (1839), berpendapat bahwa protoplasma merupakan cairan yang hidup di dalam sel. Max Schultze(1962), membuat batasan sel yang berbunyi, sel adalah segumpal protoplasma yang dibatasi oleh membran dan mempunyai nukleus. Ahli-ahli fisika dan biologi terus mengadakan penyelidikan dengan mempergunakan mikroskop cahaya dan menggunakan zat warna yang berguna untuk memudahkan melihat struktur sel tersebut.

Pada tahun 1850-1860 struktur sel dapat dilihat lebih mendalam dan ditemukanlah bagian-bagian yang lain. Hal ini karena kemajuan dari bidang ilmu kimia, fisika dan biologi. Pemakaian mikroskop cahaya hanya mampu membesarkan 2000 kali, jadi bagian-bagian sel belum dapat ditemukan seperti sekarang. De_Brokleytahun 1924, menemukan sebuah mikroskop yang lebih peka yang dinamakan dengan mikroskop elektron. Penemuan mikroskop elektron ini berdasarkan teorinya yang menyatakan bahwa gelombang elektron tidak berbeda dengan gelombang cahaya.

Mikroskop elektron pertama kali digunakan pada tahun 1934, mikroskop ini mampu melihat objek dengan pembesaran sampai 300.000 kali, dan dengan pembesaran ini bagian-bagian cairan plasma dapat dibagi-bagi lagi. Walson dan Crick

menggunakan sinar X untuk melihat DNA (zat pembentuk kromosom) dan RNA. Perkembangan teori tentang sel sejak ditemukan oleh Robert Hooke dan dengan adanya kemajuan bidang ilmu kimia, fisika dan biologi teori tentang sel berbeda dengan sekarang.

Pada dasarnya konsep sel yang mutakhir ada 4 pengertian pokok yang disebut dengan Teori Sel yaitu :

1. Sel merupakan satuan dasar kehidupan, semua organisme terdiri dari sel yang memiliki nukleus (inti)yang terbungkus membran atau struktur serupa tapi tanpa membrane, dengan perkataan lain setiap makhluk hidup tubuhnya terdiri dari sel atau sel-sel.

2. Sel adalah satuan fungsi dari makhluk hidup yaitu aktivitas makhluk hidup sebagai kesatuan adalah jumlah dari aktivitas serta interaksi sel-selnya sebagai satuan-satuan yang berdiri sendiri.

3. Sel hanya terjadi dari pembelahan sel yang ada sebelumnya

(3)

Selanjutnya Salisbury dan Ross (1985), menyatakan sel juga dicirikan oleh adanya molekul makro seperti protein dan asam nukleat (DNA dan RNA), yang tesusun sebagai rantai, dan terdiri dari ratusan sampai ribuan molekul sederhana dari berbagai jenis(20 jenis atau lebih asam amino dalam protein, dan 4 atau 5 jenis nukleotida dalam asam nukleat). Rantai ini terdiri dari bagian yang terpelihara dan mengganda ketika molekul-molekul itu diperbanyak.Molekul yang khas bagi tumbuhan itu berisi informasi. Ibarat banyaknya huruf yang berurut dalam kalimat ini yang menunjukkan informasi yang terkandung didalamnya.Informasi dipindahkan dari satu generasi sel ke generasi sel berikutnya melalui DNA dan RNA ke protein dengan bantuan RNA.Informasi dalam sebuah protein terungkap pada ciri fisik tertentu dan kemampuan mengkatalis reaksi kimia dalam sel, protein yang mengkatalis reaksi disebut enzim yang merupakan faktor penentu bagi fungsi kehidupan.

Sebagian besar komponen sel (90%) merupakan cairan yang disebut protoplasma, yang terdiri dari protein, glukosa, asam nukleat, dan sejumlah molekul. Tabel 1. Komposisi sel secara umum sedangkan daerah di dalam sel disebut sitoplasma. Tahap tertentu dalam kehidupan setiap sel mengandung DNA sebagai materi yang dapatdiwariskan dan mengarahkan aktivitas sel tersebut. Selain itu, semua sel memiliki struktur yang disebut ribosom yang berfungsi dalam pembuatan protein yang akan digunakan sebagai katalis pada reaksi kimia dalam sel tersebut.

Setiap organisme tersusun atas salah satu dari dua jenis sel yang secara struktur berbeda yaitu sel prokaryotik dan sel eukaryotik. Kedua jenis sel ini dibedakan berdasarkan posisi DNA di dalam sel, sebagian besar DNA pada eukaryota terselubung membran organel yang disebut nukleus atau inti sel (contohnya tumbuhan, jamur, hewan), sedangkan prokaryota tidak memiliki nukleus (contohnya bakteri dan arkea).

Struktur sel terbagi atas dua tipe sel yaitu :

1. Sel Prokaryotik

Kata prokariota (prokaryote) berasal dari bahasa Yunani, pro yang berarti “sebelum” dan karyon yang artinya “kernel” atau juga disebut nukleus. Sel prokaryotik tidak memiliki nukleus. Materi genetiknya (DNA) terkonsentrasi pada suatu daerah yang disebut nukleoid, tetapi tidak ada membran yang memisahkan daerah nukleoid ini dengan bagian sel lainnya.

(4)

dinding sel yang kaku. Dinding sel ditutup oleh sebuah kapsul lengket yang endoplasmik dan kompleks Golgi. Selain itu, sel prokaryotik juga tidak memiliki mitokondria dan kloroplas, tetapi mempunyai struktur yang berfungsi sama dengan keduanya, yaitu mesosom dan kromator. Contoh sel prokaryotik adalah bakteri (Bacteria) dan Sianobakteri (Cyanobacteria). Bagian-bagian sel bakteri dan fungsinya adalah sebagai berikut:

1).Dinding Sel yang tersusun dari atas peptidoglikan, lipid dan protein. Dinding sel berfungsi sebagai pelindung dan memberi bentuk yang tetap. Pada dinding sel terdapat pori-pori sebagai jalan keluar masuknya molekul-molekul.

2). Membran Plasma yang tersusun atas molekul lipid dan protein dan berfungsi sebagai pelindung molekuler sel terhadap lingkungan di sekitarnya, dengan jalan mengatur lalu lintas molekul dan ion-ion dari dalam.

3).Sitoplasma yang tersusun dari air, protein, lipid, mineral dan enzim yang berfungsi untuk mencerna makanan secara ekstraselular untuk melakukan metabolisme sel.

4). Mesosom yaitu membran plasma yang melekuk ke dalam membentuk bangunan. Fungsinya sebagai pengahasil energi.

5).Ribosom merupakan tempat berlangsungnya sintesis protein.

6).DNA (Asam Deoksiribonukleat), berfungsi sebagai pembawa informasi genteika, yaitu sifat-sifat yang harus diwariskan kepada keturunannya.

7).RNA (Asam Ribonukleat), RNA berfungsi membawa kode-kode gentika sesuai pesanan DNA.

Sel prokaryotik terdiri atau tersusun dari berbagai bagian, setiap bagian bagian sel memiliki fungsi yang berbeda, tetapi seluruh bagian tersebut harus bekerja sama membentuk satu kesatuaan.“Setiap bagian sel ini mempunyai peranan yang penting bagi kelangsungan hidup sebuah sel, Namun bagian-bagian sel itu tidak dapat berdiri sendiri dalam menjalankan fungsi sel, melainkan membentuk satu kesatuan”.

(5)

2. Sel Eukaryotik

Eu berarti “sebenarnya”dan karyon berarti nukleus. Eukaryotik mengandung pengertian memiliki nukleus sesungguhnya yang dibungkus oleh selubung nukleus.Sel eukaryotik adalah sel yang memiliki selaput inti, maka materi genetiknya tidak tersebar melainkan dibungkus selaput. Jenis-jenis sel eukaryotik meliputi: sel protista, sel hewan, sel tumbuhan, dan sel fungi. Bagian-bagian dari sel eukaryotik adalah sebagai berikut :

1. Dinding Sel

A. Dinding primer (± ¼ selulosa) tebalnya sekitar 1-3 µm

B. Dinding sekunder (±1/2 selulosa + ¼ lignin); tebalnya 4 µm atau lebih C. Lamela tengah (lapisan perekat diantara sel. Sebagian besar terdiri dari

pektin)

D. Plasmodesmata (perluasan membran plasma yang menembus dinding) ; diameternya 30-100 nm

E. Noktah

2. Protoplasma (isi sel, tidak termasuk dinding sel); berdiameter 10-100 µm) A. Sitoplasma (sitoplasma + nukleus = protoplasma)

1. plasma (plasmalema); tebal 0,01 µm (10 nm) 2. Sistem endomembran

a. Retikulum Membran endoplasma; tebal 7,5 nm (tiap membran; sistem bermembran dua yang beragam tebalnya)

b. Perangkat golgi (terdiri dari diktiosom; diameter 0,5-2,0 µm; tebal membran 7,5 nm

c. Selimut inti (membran dua unit); tebal 25-27 nm d. Membran vakuola (tonoplas); tebal 7,5 nm e. Benda mikro; diameter 0,3-1,5 µm

f. Sferosom dan butir protein; diameter 0,5-2,0 µm (dikelilingi oleh setengah membran unit)

3. Rangka sel

a. Mikrotubul; tebal 24-25 nm; lubang ditengah 12 nm b. Mikrofilamen; tebal 5-7 nm

c. Bahan berprotein lain

4. Ribosom; diameter 15-25 nm (lebih besar daripada prokariot)

5. Mitokondria (terbungkus membran); berukuran 0,5-1,0 µ kali 1-4 µm 6. Plastid (organel terbungkus membran)

a. Proplastid (plastid belum matang)

b. Leukopias (plastid tanwarna); amilopas (berisi butir pati, kadang protein; proteinoplas); elaioplas (berisi lemak); etioplas; dan plastid penyimpan makanan lain.

c. Kloroplas; berukuran 2-4 µm kali 5-10 µm atau lebih (bisa mengandung butir pati)

d. Kromoplas (sering berwarna merah, jingga, kuning dan lain-lain)

7. Sitosol (cairan tempat sebagian besar struktur di atas berada)

B. Nukleus (sitoplasma + nukleus = protoplasma ); diameter 5-15µm atau lebih (lihat selimut inti)

1. Nukleoplasma (bahan berbutir dan berserat di nukleus)

2. Kromatin (kromosom yang menjadi jelas terlihat selama pembelahan sel)

(6)

C. Vakuola (dari tidak ada sama sekali sampai menguasai 95 % volume sel, kadang lebih)

D. Bahan ergastik (termasuk bahan yang boleh dikatakan murni, sering diplastid atau vakuola)

1. Kristal (misalnya kalsium oksalat) 2. Tanin

3. Lemak dan minyak (di elaioplas atau butir lipid) 4. Butir pati (di amiloplas dan kloroplas)

5. Butir protein

E. Flagela dan silia; tebal 0,2 µm, panjang 2-150 µm.

(7)

Perbedaan Sel Prokaryotik dan Sel Eukaryotik

Tabel 3. Perbedaan sel prokaryotik dan sel eukaryotik

Letak perbedaan Prokaryotik Eukaryotik

Organisme Bakteri, Cyanobakteri Protista,fungi,tumbuhan,hewan

Ukuran sel 1-10 mikrometer 5-100 mikrometer

metabolisme Anaerobik dan aerobik Aerobic

Organel Sedikit atau tidak ada Inti,mitokondria,kloroplas, RE,dsb

Pembelahan sel Kromosom terpisah dengan cara menempelkannya pada membran plasma

Kromosom terpisah melalui perangkat gelendong pembelahan

Organisasi seluler Umumnya uniselluler Umumnya multiselluler dengan differensiasi tipe sel

3. Persamaan Sel Prokaryotik dan Eukaryotik

a. Susunan plasma membran

b. Informasi genetik yang dikode DNA menggunakan kode genetik (kodon) c.Mekanisme transkripsi dan translasi informasi genetik, termasuk ribosomnya d. Terdapat pemisahan jalur metabolisme (misal glikolisis dan TCA)

e. Aparatus untuk konservasi energi kimia seperti ATP (pada prokayota terdapat di membran plasma dan pada eukaryota terdapat di membran mitokondria)

f. Mekanisme fotosintesis (antara cyanobacteria dan tumbuhan hijau daun) g. Mekanisme sintesis dan penyelipan/penambahan protein membran h. Susunan proteasom (struktur protein digesti).

4. Karakteristik yang Ada di Sel Eukaryotik Tetapi Tidak Ada di Sel Prokaryotik

a. Pembelahan sel pada saat membentuk nukleus dan sitoplasma, dipisahkan oleh selubung nuklear yang mengandung struktur pori kompleks

b. Kompleks kromosom tersusun oleh DNA dan gabungan protein yang mampu memadat menjadi struktur mitotik

c. Mempunyai kelompok organel membran sitoplasmik (termasuk RE, golgi, lisosom, ensosom, peoksisom, dan glioksisom)

d. Mempunyai organel sitoplasmik yang khusus untuk respirasi aerob (mitokondria) dan untuk fotosintesis (kloroplas)

e. Mempunyai sistem sitoskelet yang kompleks termasuk mikrofilamen, filamen intermedia, dan mikrotubul

(8)

g. Mampu memasukkan cairan atau partikel melalui penyelubungan berupa vesikel membran plasma (endositosis dan fagositosis)

h. Dinding sel mengandung selulosa (pada tumbuhan)

i. Pembelahan sel melibatkan peranan mikrotubula sebagai gelendong mitotik pada pemisahan kromosom

j. Terdapat dua kopian gen per sel (diploid), masing-masing berasal dari induknya. k. Reproduksi seksual membutuhan meiosis dan fertilisasi

Dinding Sel

Dinding sel adalahstruktur di luar membran plasma yang membatasi ruang bagi sel untuk membesar. Dinding sel merupakan ciri khas yang dimiliki tumbuhan, bakteri, fungi (jamur), dan alga, meskipun struktur penyusun dan kelengkapannya berbeda.

Bahan utama dinding sel adalah selulosa. Molekul ini merupakan rantai glukosa yang panjangnya mencapai 4 mm. Selulosa di dalam dinding sel bergabung dengan polisakarida yang lain yaitu hemiselulosa dan pektin (campuran poliuronida). Lignin suatu polimer dari unit fenilpropanoida dapat mengeraskan dinding sel. Lignin merupakan suatu senyawa yang kompleks dan homogeny. Senyawa lain yaitu bahan organik dan anorganik, misalnya air terdapat dalam dinding sel dalam jumlah yang beragam. Bahan organik seperti kutin, suberin, dan lilin adalah senyawa yang mengandung lemak yang umum ditemukan pada permukaan jaringan pelindung tumbuhan. Kutin terdapat pada epidermis, sedangkan suberin pada jaringan pelindung sekunder yaitu gabus. Lilin terdapat dalam paduan dengan kutin dan suberin, dan juga pada permukaan kutikula, yaitu lapisan kutin yang menutup dinding luar epidermis.

Gambar 6. Dinding Sel

Pada dinding sel ada bagian yang tidak menebal, yaitu bagian yang disebut noktah. Melalui noktah ini terjadi hubungan antara sitoplasma satu dengan yang lain yang disebut plasmodesmata. Plasmodesmata berupa juluran plasma, yang berfungsi menjadi pintu keluar masuknya zat.

(9)

perlindungan dan penyaring (filter) bagi struktur dan fungsi sel sendiri. Dinding sel juga dapat mencegah kelebihan air yang masuk ke dalam sel.

Sel tumbuhan yang masih muda pertama-tama mensekresi dinding yang relatif tipis dan lentur yang disebut dinding sel primer. Antara dinding-dinding primer sel-sel yang berdekatan terdapat lamela tengah, lapisan tipis yang banyak mengandung polisakarida lengket yang disebut pektin. Sel yang telah dewasa dan berhenti tumbuh, sel ini memperkuat dindingnya. Sebagian sel tumbuhan melakukan hal ini hanya dengan mensekresi substansi pengeras ke dalam dinding primernya. Sel lain menambahkan dinding sel sekunder di antara membran plasma dan dinding primer. Dinding sekunder, seringkali menumpuk menjadi beberapa lapisan berlamina, memiliki matriks kuat dan tahan lama yang sanggup memberi perlindungan dan dukungan.

Struktur Dinding Sel

Pada sel tumbuhan, struktur dinding selnya keras dan kaku yang terdiri dari 3 jenis lapisan yaitu :

a. Dinding sel primer. Lapisan ini terbentuk setelah lamella tengah dan terdiri dari kerangka kaku mikrofibril selulosa yang tertanam dalam matriks seperti gel terdiri dari senyawa pektin, hemiselulosa dan glikoprotein.

Gambar 7. Diagram Dinding Sel

b. Dinding sel sekunder. Terbentuk setelah pembesaran sel selesai dan dibentuk di dalam dinding sel primer yang telah berhenti meningkat di daerah permukaan ketika sel tumbuh sepenuhnya dimana sel ini sangat kaku dan tebal yang terbuat dari selulosa, hemiselulosa dan lignin. Dinding sel sekunder sering berlapis.

c. Lamella tengah. Lapisan ini merupakan lapisan yang pertama kali terbentuk selama pembelahan sel. Merupakan lapisan yang terdiri dari polisakarida pektin yang kaya akan lapisan lem yang mengikat sel-sel yang berdekatan.

d. Plasmodesmata, merupakan benang-benang protoplasmik halus yang terletak pada tempat-tempat tertentu pada dinding sel primer (yaitu pada noktah yang berupa bagian dinding sel yang tidak mengalami panebalan). Plasmodesmata dapat menembus pori-pori kecil pada dinding sel primer dan lamela tengah diantara sel-sel yang berdekatan sehingga protoplasma kedua seldapat berhubungan. Plasmodesmata memudahkan proses transportasi bahan-bahan dari sebuah sel ke sel berikutnya tanpa harus melalui selaput hidup.

(10)

Gambar 8. Struktur Dinding Sel Sekunder

Tabel 3. Perbedaan dinding sel primer dan sekunder

Karakteristik Dinding primer Dinding sekunder

Fleksibilitas dan

ekstensibilitas Tinggi Rendah

Ketebalan Dinamis Statis

Susunan mikrofibril Acak Sejajar

Kadar selulosa Rendah Tinggi

Kadar hemiselulosa 50% 25%

Kadar lipid 5-10% Sedikit/tidak ada

Kadar protein 5 % Rendah

Pertumbuhan Multinet Aposisi

Komposisi Dinding Sel Tumbuhan

(11)

(tumbuh) dengan mekanisme yang disebut pertumbuhan asam, yang melibatkan turgor berbasis gerakan mikrofibril selulosa yang kuat dalam matriks hemiselulosa / pektin lemah, dikatalisis oleh protein expansin. Bagian luar dari dinding sel utama epidermis tumbuhan biasanya dilapisi dengan cutin dan lilin, membentuk penghalang permeabilitas dikenal sebagai kutikula.

Dinding sel sekunder mengandung berbagai senyawa tambahan yang memodifikasi sifat mekanik dan permeabilitas. Polimer utama yang membentuk kayu (sebagian besar dinding sel sekunder) meliputi:

-selulosa, 35-50%

-xilan, 20-35%, jenis hemiselulosa

-lignin, 10-25%, polimer fenolik kompleks yang menembus ruang di dinding sel antara komponen selulosa, hemiselulosa dan pektin, mengusir air dan memperkuat dinding.

Fungsi Dinding Sel

Dinding sel memiliki berbagai fungsi: a. Mempertahankan/menentukan bentuk sel.

b. Mendukung dan memberi kekuatan secara mekanik (memungkinkan tanaman untuk tumbuh tinggi, dll).

c. Mencegah membran sel pecah dalam medium hipotonik atau tekanan turgor. d.Mengontrol laju dan arah pertumbuhan sel serta mengatur isi sel.

e. Bertanggung jawab pada struktur bentuk tumbuhan dan mengontrol morfogenesis tanaman.

f. Memiliki peran metabolisme.

g. Memberi perlindungan fisik dari serangan serangga dan pathogen.

h. Penyimpanan karbohidrat yang merupakan salah satu komponen dinding selyang dapat digunakan kembali dalam proses metabolisme lainnya. Jadi, di satu sisi dinding sel berfungsi sebagai gudang penyimpanan untuk karbohidrat.

i. Sebagai produk ekonomis, dimana dinding sel sangat penting untuk menghasilkan produk-produk seperti kertas, serat, serat kayu,sumber energy, papan dan bahkan sebagai bahan dasar dalam produk makanan diet kita.

j.Tabung untuk trasportasi jarak jauh.

k. Kegiatan fisiologis dan biokimia pada dinding sel berperan untuk komunikasi antar sel-sel.

Pembentukan Dinding Sel

(12)

Gambar 9. (1 dan 2) Irisan diagramatik sel dengan dinding sel sekunder: (1) irisan melintang dan (2) irisan membujur; (3-6) tahapan pembelahan sel yang memperlihatkan perkembangan dan pertumbuhan lempengan sel; (7-10) gambar skematik yang memperlihatkan hubungan antar dinding yang baru dibentuk dengan dinding sel yang telah membelah; dan (11) diagram plasmodesmata

Kedua sisi lamela tengah terdapat lamela tipis yang dihasilkan oleh protoplas sel anak. Pembentukan lamela ini merupakan tahap permulaan dalam perkembangan dinding baru sel anak. Dinding ini terdiri atas mikro serabut yang mengandung selulosa dan matrik tidak mengandung selulosa (tetapi terdiri dari senyawa pektin dan hemiselulosa).

Hubungan dinding lama dan baru pada dinding primer sel induk terdapat suatu rongga yang seperti segitiga pada penampang melintangnya. Rongga ini terus membesar sampai mencapai lamela tengah sel induk dan terjadilah hubungan antara lamela tengah sel induk dengan lamela tengah baru, apabila rongga ini terus tumbuh dan senyawa antar sel tidak mengisinya maka akan terbentuk rongga antar sel.

(13)

Gambar 10. Diagram struktur submikroskopis dinding sel; (1) bagian sel pada lapisan dinding sekunder, (2) ikatan miroserabut yang bila menggabung dapat dilihat dengan mikroskop cahaya, (3) bagian mikroserabut yang tersusun atas serabut sederhana, (4) dua unit sel selulosa, (5) dua residu gula

Masa Pertumbuhan dan Perkembangan

Keadaan dinding sel selama masa-masa pertumbuhan dan perkembangan pada tumbuhan adalah :

a. Pembelahan sel melibatkan sintesis dinding sel yang baru.

b. Pembesaran sel melibatkan perubahan dalam komposisi dinding sel. c. Diferensiasi sel melibatkan perubahan dalam komposisi dinding sel.

Pada pertumbuhan dinding sel, ada dua proses yang terlibat, yaitu pembelahan sel dan pemanjangan sel. Pembelahan sel berlangsung pada jaringan meristematis. Sel-sel anak yang dihasilkan pada jaringan meristematis mempunyai ukuran yang lebih kecil dari pada sel-sel dewasa. Setelah sel anak terbentuk, maka selanjutnya terjadi pemanjangan sel. Ada dua teori yang berkenaan dengan pemanjangan dinding sel, yaitu teori multinet, dan teori orientasi aktif.

(14)

Gambar 11. Pertumbuhan Multinet

Selama pemanjangan dinding sel, mikrofibril bergerak satu terhadap yang lain. Pada gambar di samping ini ditunjukkan mekanisme pemanjangan dinding sel. Dalam hal ini terdapat enzim-enzim yang memutuskan ikatan antara dua polisakarida dinding sel (a) dan tetap melekat pada salah satu titik pemotongan, kemudian polisakarida dapat bergeser dengan bebas (b) dan bererak hingga enzim membentuk ikatan yang baru.

Menurut teori orientasi aktif, mengemukakan bahwa terbentuknya lapisan mikrofibril yang sejajar pada dinding sel tumbuhan yang tidak tumbuh lagi berlangsung secara siklosis, (mengalirnya bahan-bahan sitoplasma di dalam sel tumbuhan) pada bagian dalam sel. Aliran siklosis ini orientasi mikrofibril pada bagian luar sel.

(15)

Protoplasma

Protoplasma merupakan bagian-bagian yang hidup yang dapat dijumpai dalam ruang sel. Jadi sel dapat dikatakan hidup jika di dalam ruang sel masih terdapat protoplas. Protoplas terdiri dari empat bagian utama, yaitu sitoplasma, nukleus, vakuola, dan bahan ergasik.

Pada sel-sel embrional atau sel masih muda plasma mengisi seluruh ruang sel, tetapi waktu sel itu tumbuh membesar timbulah rongga-rongga di dalam plasma yang disebabkan volume sel bertambah besar, sedangkan sitoplasma relatif tidak bertambah. Rongga-rongga ini disebut vakuola. Makin tua sel makin banyak pula vakuolanya, sehingga akhirnya plasma sel hanya tinggal sebagai lapisan tipis yang menempel pada dinding sel dan ditengah-tengah sel terdapat vakuola yang besar.

Pada sel yang plasma sel tampak bergerak seperti aliran gerak ini disebut aliran plasma disebut siklosis.

Aliran plasma ada 2 macam :

a. Rotasi yaitu aliran plasma denga satu arah saja sehingga hanya dapat dijumpai pada sel tua, dimana plasmanya melekat pada dinding sel sebagai selaput yang tipis. b. Sirkulasi yaitu aliran plasma yang bergerak dengan berbagai arah yang tak tertentu.

terdapat pada sel-sel embriyonal atau sel-sel muda dan beberapa sel yang menjadi tempat banyak reaksi biokimiawi serta perantara transfer bahan dari luar sel ke organel atau inti sel.

Fungsi sitoplasma adalah:

1. Sebagai tempat penyimpanan bahan-bahan kimia yang penting bagi metabolisme sel, seperti enzim-enzim, ion-ion, gula, lemak, dan protein.

2. Didalam sitoplasma berlangsung kegiatan pembongkaran dan penyusunan zat-zat melalui reaksi kimia. Misalnya: proses pembentukan energi, sintesis asam lemak, asam amino, protein, dan nukleotida.

3. Sitoplasma “mengalir” di dalam sel untuk menjamin berlangsungnya pertukaran zat agar metabolisme berlangsung dengan baik.

Membran Plasma

(16)

Membran plasma merupakan lapisan rangkap lipid dengan bagian: hidrofilik (suka air) molekul lipidnya berada di permukaan. Bagian lipofilik (suka lemak), molekul tersebut menghadap ke dalam lapisan rangkap sehingga menyebabkan adanya ruang yang terang. Molekul protein yang mencakup 50% bahan membran tenggelam di lapisan rangkap tersebut, dengan satu atau kedua ujung menonjol ke salah satu atau kedua permukaan membran. Kedua permukaan membran berbeda secara khas.

Membran plasma terdiri atas lapisan protein dan lapisan lipid (lipoprotein). Lapisan lipid disusun oleh fosfolipid, glikolipid, dan sterol. Lapisan protein membran sel terdiri atas glikoprotein. Lapisan protein membentuk dua macam lapisan yaitu lapisan protein perifer dan integral.

Gambar 13. Membran Plasma

Membran sel sangat tipis dan hanya terdiri atas dua lapis fosfolipid. Bagian kepala (fosfat) yang bersifat hidrofilik(senang air) berada di bagian luar membran sel. Adapun bagian ekor (lipid) berada di bagian dalam membran sel dan bersifat hidrofobik(tidak senang air). Jadi, satu sisi menghadap ke bagian luar sel, sedangkan sisi lainnya menghadap ke bagian dalam sel. Hal tersebut mencegah sitoplasma larut dengan lingkungan sekitarnya dan mencegah zat-zat asing di sekitar sel masuk ke dalam sel.

(17)

Sistem endomembran

a. Retikulum Endoplasmik(RE)

Retikulum endoplasmik (RE) merupakan jaringan yang tersusun oleh membran yang berbentuk seperti jala. Terdapat dua tipe retikulum endoplasma yaitu RE kasar dan RE halus. RE kasar adalah RE yang ditempeli ribosom dan tampak berbintil-bintil. RE halus adalah RE yang tidak ditempeli ribosom. RE memiliki beberapa fungsi berikut:

a) Mensintesis lemak dan kolesterol (RE kasar dan RE halus). b) Menampung protein yang disintesis oleh ribosom (RE kasar). c) Transportasi molekul-molekul (RE kasar dan RE halus). d) Menetralkan racun (detoksifikasi)

Gambar 15. Sistem Endomembran

(18)

Gambar 16. RE kasar (kiri) dan RE halus (kanan)

b. Badan Golgi

Badan golgi (diktiosom) terlihat sebagai tumpukan piring pipih yang berongga di dalamnya (sisternae) dengan tepian yang menggelembung dan dikelilingi oleh benda bulat-bulat (vesikel). Kompleks Golgi tersebar dalam sitoplasma dan merupakan salah satu komponen terbesar dalam sel. Kompleks Golgi mempunyai hubungan yang erat dengan RE dalam sintesis protein. Selain itu, kompleks Golgi juga mempunyai beberapa fungsi sebagai berikut.

Tempat sintesis polisakarida seperti mukus, selulosa, hemiselulosa, dan pektin.

● Membentuk membran plasma

● Membentuk kantong sekresi untuk membungkus zat yang akan dikeluarkan Sel

(19)

Gambar 17. Badan Golgi

Beberapa badan Golgi sering terlihat berdekatan dan membentuk kantung-kantung yang bertumpuk. Badan Golgi diduga sebagai salah satu bentuk dari sistem membran pada RE. Badan Golgi kadang terlihat berada berdekatan dengan RE.

(20)

Gambar 18. Posisi Badan Golgi

c. Selimut Inti

Inti (nukleus) dikelilingi oleh membran unit yang sejajar yang disebut selimut inti. Ketebalan membran luar sedikit lebih tebal dibanding membran dalam. Keduanya dipisahkan oleh ruang perinukleus. Selimut inti mempunyai banyak pori. Membran dalam dan luar menyatu membentuk pinggiran pori, yang dipertahankan bentuknya oleh suatu bahan sehingga terjadi struktur yang disebut anulus. RE berhubungan dengan selimut inti, sedang ruang perinukleus bersambungan dengan ruang di antara membran sejajar RE.

d. Membran Vakuola

Membran vakuola atau tonoplas adalah membran tunggal yang menyelimuti vakuola dan memisahkan sitosol dari getah tumbuhan. Membran ini menyerupai membran plasma, namun berbeda fungsinya dan bentuknya agak lebih tipis (7,5 nm). Membran plasma mengendalikan keluar masuknya linarut (zat terlarut) di sitoplasma, sedangkan tonoplas mengangkut linarut keluar masuk vakuola, jadi mengendalikan potensial air sel. Tonoplas pada umumnya berasal dari RE, tapi diduga melalui Badan Golgi seperti membran plasma (plasmalema), terkadang RE menggembung langsung membentuk vakuola.

Gambar 19. Tonoplas pada dinding sel tanaman

e. Badan Mikro

(21)

Gambar 20. Anatomi Peroksisom

f. Sferosom

Sferosom berbentuk bulat dan diselimuti oleh membran unit yang berasal dari RE, berisi bahan berlemak, dan menjadi pusat sintesis dan penyimpanan lemak.

Rangka Sel

Berkat perkembangan mikroskop elektron, diketahui bahwa mikrotubul dan mikrofilamen berprotein terdapat di hampir semua sel tumbuhan eukariotik. Bersama-sama dengan benang-benang penghubung membentuk tiga sistem rangka sel yang berlainan tapi terintegrasi dengan baik. Mikrotubul adalah silinder panjang yang berongga terdiri dari molekul protein bundar yang disebut tubulin. Fungsi mikrotubul diduga berkenaan dengan gerak yang mengarah , khususnya di kromosom saat sel membelah atau di organel sel. Gerak itu meliputi pengendalian arah mikrofibril selulosa pada dinding sel atau gerak sel itu sendiri.

(22)

Gambar 21. Rangka Sel

Ribosom

Merupakan benda-benda yang sangat kecil dan terdapat pada semua tumbuhan, terkait pada RE juga terdapat bebas di dalam sitoplasma, mengandung kira-kira 40% dan 60 % protein, dibentuk dalam nukleus dan setelah dikeluarkan ke dalam sitoplasma menjadi struktur yang aktif dalam sintesa protein. Ribosom pada sebagian besar sel dijumpai berkelompok 5-6, kelompok ini disebut polyribosoma atau polysoma (Gambar 25)

Gambar 22. Ribosom di bawah mikroskop elektron

(23)

Gambar 24. Struktur sub unit ribosom yang terdiri atas sub unit kecil dan besar

Gambar 25. Polyribosom

(24)

Gambar 26. Ribosom sedang melaksanakan tugasnya untuk menyintesis protein

Mitokondria

Mitokondria merupakan salah satu bagian yang terdapat di dalam sel atau disebut sebagai organel sel. Mitokondria dalam sebuah sel memiliki jumlah yang bervariasi tergantung pada kebutuhan energi pada sel tersebut. Mitokondria pada beberapa jenis sel memiliki susunan yang kompak yaitu pada bagian yang paling banyak membutuhkan energi. Mitokondria memiliki dua lapisan yaitu lapisan luar dan lapisan dalam. Lapisan luar bersifat halus dan mengelilingi mitokondria, sedangkan lapisan dalamnya berbentuk lipatan-lipatan yang disebut krista.

Mitokondria terdapat dalam semua sel, bentuknya dapat bulat, bulat panjang, juga seperti benang, mengandung 75% protein, 25% lipida dan sedikit RNA dan DNA. Fungsi utama mitokondria yaitu mengambil energi dari zat-zat gizi dalam makanan dan mengubahnya menjadi suatu bentuk yang dapat digunakan untuk menjalankan aktivitas sel, sehingga disebut juga “organel energi”. Pada mitokondria terdapat lipatan-lipatan yang mengarah ke dalam dan menonjol ke rongga dalam yang disebut krista. Krista diisi oleh cairan yang berbentuk gel yang dinamakan matriks, selain itu krista juga ditempeli protein-protein transportasi elektron yang mengubah sebagian besar energi yang terkandung dalam makanan menjadi bentuk yang dapat digunakan.

(25)

Gambar 27. Mitokondria

Nukleus (Inti Sel)

(26)

Gambar 28.Nukleus

Pada nukleoplasma terlihat adanya struktur seperti benang yang disebut benang kromatin. Pada waktu pembagian nukleus, benang kromatin memendek dan membentuk kromosom. Nukleus mengandung faktor-faktor keturunan (gen) yang berfungsi untuk mengendalikan sifat-sifat keturunan sel dan organisma.

Adapun bagian-bagian dari nukleus adalah sebagai berikut :

1. Dinding inti/membran inti, adalah suatu selaput yang membungkus inti dan merupakan pemisah antara nukleus dan sitoplasma. Menentukan lalu lintas penting dari zat-zat antara nukleus dan sitoplasma.

2. Rangka inti/retikulum, retikulum terdiri dari dua macam zat yaitu :

a. Kromatin, mengandung materi genetik berupa DNA serta protein dan merupakan zat yang banyak menyerap warna lain.

b. Lemine, semua zat yang tak dapat menghisap warna lain.

Oleh karena itu kromatine dan lemine kerap kali tidak dapat dipisahkan dan hanya memperlihatkan perbedaan yang sedikit, maka biasanya dikatakan bahwa inti itu terdiri dari satu macam zat yang dinamakan kariotine.

3. Nukleous, yaitu benda kecil merupakan inti dari inti, jika jumlahnya lebih dari satu disebut nukleoli.

4. Cairan inti/karyolymphe, terdapat di dalam ruangan inti dan berupa suatu gel dari protein. Cairan inti merupakan cairan yang di dalamnya terdapat nukleolus dan kromatin. Ketika sel membelah, kromosom dapat terlihat sebagai bentuk tebal dan memanjang. Kromosom adalah cetak biru (blue print) sel. Kromosom mengatur kapan dan bagaimana sel membelah diri, menghasilkan protein-protein tertentu serta berdifferensiasi.

Nukleus merupakan struktur yang jelas terlihat pada saat sel belum membelah diri. Nukleus terlibat dalam pembentukan ribosom-suatu organel sel yang berperan dalam pembentukan protein. Nukleus mengatur sintesis protein dalam sitoplasma dengan mengirimkan pesan genetik dalam bentuk ribonucleic acid (RNA). RNA ini disebut messenger RNA (mRNA). Pembentukan mRNA terjadi di nukleus berdasarkan instruksi yang diberikan DNA, setelah itu mRNA membawa pesan genetik ke sitoplasma melalui pori membran inti untuk diterjemahkan di ribosom menjadi protein. Protein ini akan digunakan untuk menggantikan protein yang hilang, membentuk enzim, atau mengirimkan sinyal pada bagian sel yang lain.

Plastida

(27)

Gambar 29. Macam-macam plastida

Macam-macam plastida yaitu:

1. Kromoplast, adalah plastida yang menghasilkan warna non fotosintesis atau warna selain hijau. Macam-macam warna tersebut adalah sebagai berikut:

a. Karotin : berwarna kuning, misalnya pada wortel b. Xantofil : berwarna kuning pada daun yang tua

c. Fikosantin : berwarna coklat pada ganggang Phaeophyta d. Fikosianin : berwarna biru pada ganggang cyanophyta e. Fikoeritrin : berwarna merah pada ganggang Rhodophyta f. Antosianin : memberi warna merah sampai kuning pada bunga

2. Kloroplas, merupakan plastida yang menghasilkan warna hijau daun, disebut klorofil. Kloroplas adalah plastida yang mengandung klorofil, karatenoid dan pigmen fotosintesis lain.

Macam-macam klorofil adalah:

a. Klorofil A(C55H72O5N4Mg2H2O): menghasilkan warna hijau biru

b. Klorofil B(C55H70O5N4Mg): menghasilkan warna hijau kekuningan

c. Klorofil C : menghasilkan warna hijau coklat

Kelompok C3 (-CH=CH2)(-CH=CH2)(-CH=CH2)(-CH)

Kelompok C7 (-CH3)(-CHO)(-CH3)(-CH3)(-CH3)

Kelompok C8 (-CH2CH3)(-CH2CH3)(-CH2CH3)(-CH)

Kelompok C17 (-CH2CH2COO-Phytyl)(-CH2CH2COO-Ph)

d. Klorofil d : menghasilkan warna hijau merah

Selubung kloroplas terdiri atas dua membran, dalam kloroplas terdapat sistem membran lain berupa kantong-kantong pipih yang disebut tilakoid. Tilakoid tersusun bertumpuk membentuk struktur yang disebut grana (jamak granum). Di dalam tilakoid terdapat pigmen fotosintesis yaitu klorofil dan

(28)

Kloroplas mempunyai bentuk beraneka ragam, tetapi pada umumnya berbentuk bulat atau lonjong (oval). Kloroplas pada sel tumbuhan tingkat tinggi mempunyai ukuran sekitar 4–6 Pm. Setiap sel mengandung 20–40 kloroplas/mm2. Apabila jumlahnya masih kurang mencukupi, kloroplas dapat

membelah diri. Namun, jika jumlahnya berlebihan maka sejumlah kloroplas akan rusak. Kloroplas tersusun atas membran, yaitu membran luar dan dalam. Membran luar mempunyai permukaan rata yang berfungsi mengatur keluar masuknya zat. Membran dalam membungkus cairan kloroplas yang disebut

stroma. Pada tempat-tempat tertentu, tilakoid bertumpuk-tumpuk membentuk badan seperti tumpukan uang logam yang disebut grana. Pada umumnya sebuah kloroplas mengandung 40–60 grana. Di dalam tilakoid terdapat kumpulan partikel yang disebut kuantosom. Di kuantosom inilah terdapat klorofil yang berfungsi dalam proses fotosintesis.

Gambar 30. Kloroplas

3. Leukoplas, yaitu plastida yang tidak berwarna, umumnya terdapat pada tempat yang tidak terkena sinar, misalnya organ penyimpan makanan cadangan seperti biji dan umbi, terdiri atas:

a. Amiloplas : berfungsi untuk menyimpan amilum

b. Elaioplas (lipidoplas) : berfungsi untuk menyimpan lemak/minyak c. Proteoplas : berfungsi untuk menyimpan protein.

Vakuola

Vakuola merupakan ruang dalam sel yang berisi cairan (cell sap). Cairan berupa air dan berbagai zat yang terlarut di dalamnya, selain itu vakuola juga berisi asam organik, asam amino, glukosa, gas, garam-garam kristal, alkaloid.

(29)

yaitu pengatur nilai osmotik sel atau ekskresi. Vakuola nonkontraktil berfungsi untuk mencerna makanan dan mengedarkan hasil makanan.

Pada sel daun dewasa, vakuola mendominasi sebagian besar ruang sel sehingga seringkali sel terlihat sebagai ruang kosong karena sitosol terdesak ke bagian tepi dari sel.Vakuola dikelilingi oleh membran yang disebut tonoplas (berasal dari kata ton yang berarti “peregangan” dan plastós yang berarti “dibentuk”) dan disebut juga sebagai membran vakuola. Tonoplas berfungsi sebagai pemisah antara isi vakuola dengan sitoplasma sel. Sebagai membran, tonoplas juga terlibat dalam mengatur gerakan ion di sekitar sel dan mengisolasi bahan yang mungkin berbahaya atau mengancam sel.

Fungsi vakuola yaitu:

a. Tempat penyimpanan zat cadangan makanan seperti amilum dan glukosa b. Tempat menyimpan pigmen (daun, bunga, dan buah)

c. Tempat penyimpanan minyak atsirik (golongan minyak yang memberikan bau khas seperti minyak kayu putih)

d. Mengatur tirgiditas sel (tekanan osmotik sel)

e. Tempat penimbunan sisa metabolisme dan metabolik sekunder seperti getah karet, alkaloid, tanin, dan kalsium oksabit.

Bagi tumbuhan, vakuola berperan sangat penting dalam kehidupan karena mekanisme pertahanan hidupnya bergantungpada kemampuan vakuola menjaga konsentrasi zat-zat terlarut di dalamnya. Proses pelayuan, misalnya terjadi karena vakuola kehilangan tekanan turgor pada dinding sel. Vakuola juga dapat membantu melindungi tumbuhan terhadap predator dengan mengandung senyawa yang beracun atau tidak menyenangkan bagi hewan tersebut.

Bahan Ergastik

Zat ergastik terdiri dari pati, yang mengandung protein seperti aleuron, badan lipid dan macam–macam kristal.

Pati

Pati merupakan zat ergastik yang paling umum.Pati juga menjadi bahan utama yang dihasilkan oleh tumbuhan untuk menyimpan kelebihan glukosa (sebagai produk fotosintesis) dalam jangka panjang.Pati tersusun dari dua macam karbohidrat, amilosa dan amilopektin, dalam komposisi yang berbeda-beda.Amilosa memberikan sifat keras (pera) sedangkan amilopektin menyebabkan sifat lengket.Amilosa memberikan warna ungu pekat pada tes iodin sedangkan amilopektin tidak bereaksi.

Protein

Protein ditemukan dalam berbagai bentuk, terutama pada biji.Pada serealia, butir aleuron terdapat dalam lapisan aleuron yang merupakan lapisan sel terluar dari endosperm.Di dalam sel endosperm lainnya terdapat protein amorf.

Lipid (minyak, lemak dan malam)

Minyak dan lemak adalah merupakan gliserida asam lemak yang merupakan bahan cadangan penting dalam tumbuhan.Keduanya paling banyak ditemukan dalam biji dan buah, dan dihasilkan oleh elaioplas atau sferosom. Senyawa lipid lain seperti terpen dan minyak atsiri biasanya dihasilkan oleh jaringan sekresi.

(30)

Berbagai bentuk kristal ditemukan dalam sel tumbuhan. Pada tumbuhan tinggi, kristal kalsium oksalat paling umum ditemukan. Kalsium karbonat dan kalsium malat agak langka.

- Kristal soliter, berbentuk rhomboid, atau seperti prisma

- Kristal pasir adalah kristal berbentuk prisma yang sangat kecil dan biasanya

ditemukan dalam jumlah besar. Contohnya pada batang sambucus nigra dan daunatropa belladonna.

- Rafida adalah kristal panjang dan ramping yang kedua ujungnya runcing. Rafida

biasanya dalam berkas dan ditemukan dalam daun Agave, dalam daun dan batang Impatiens. Sel yang mengandung berkas rafida dapat berbentuk sama dengan sel di sekelilingnya atau dapat pula berbentuk idioblas. Contohnya adalah bekas rafida dalam sel lendir pada endocarp buah enau (Arenga pinnata). Sel yang mengandung rafida sering tersebar secara khas dalam tumbuhan dan dapat digunakan dalam taksonomi.

- Stiloid adalah kristal berbentuk prisma yang panjang dan kedua ujungnya meruncing seperti bilah. Pada sel, kristal ini ditenmukan secara menyindiri atau berpasangan dalam kelompok kecil. Stiloid kurang sering ditemukan namun, terdapat pada Iridaceae, Agavaceae, dan beberapa family lainnya.

Kristal dibentuk dalam vakuola. Ada atau tidak adanya kristal merupakan sifat yang dapat dipakai untuk mempelajari kekerabatan antara species tumbuhan,bagian dinding yang menonjol dapat berbentuk seperti sekelompok buah anggur seperti yang ditemukan pada daun karet (Ficus elastica).

C. Reproduksi Sel Tumbuh-tumbuhan

Teori ketiga dari sel yang mengatakan bahwa, sel itu terjadi dari sel yang telah ada, sel yang menyusun tubuhnya dengan cara pembelahan sel yang khas, dinamakan sel itu memproduksi sendiri.Proses pembelahan sel ini berlangsung dengan mekanisme yang agak rumit untuk menjamin bahwa sel-sel yang baru akan mendapat semua sifat keturunan yang identik seperti induknya.

Pembelahan sel ada 3 macam yaitu : Amitosis, Mitosis dan Meiosis

1. Amitosis, pembentukkan inti secara langsung tanpa diikuti oleh pembelahan sel. Pembelahan ini jarang terjadi, hanya pada beberapa tanaman tertentu saja, misalnya: pada sel-sel buku atau ruas dari ganggang karang. Pembelahan ini biasanya menunjukkan bahwa tanaman telah tua.

2. Mitosis, pembelahan inti yang tak langsung terdapat pada sel-sel embryonal atau sel-sel yang masih terus membelah. Hanya dapat dilihat pada ujung batang dan akar. Dalam mitosis terjadi dua proses yang berurutan yaitu:

 Pembagian nukleus (mitosis atau karyokinesis) dan,

 Pembagian sitoplasma (cytokinesis)

(31)

Gambar 31. Kromosom Sel Eukaryotik dan Prokaryotik

Kromosom dan kromomer yang bersifat genetik membawa sifat-sifat keturunan. Sentromer berfungsi untuk mengendalikan pergerakan kromosom pada waktu pembagian sel. Jika dalam profase, kromosom makin memendek maka sentromer makin jelas kelihatannya. Seluruh kromosom hanya jelas kelihatan pada waktu pembelahan sel. Pada waktu lain atau fase istirahat kromosom nampak sebagai benang yang terputus-putus yang sangat halus, panjang dan mudah menyerap zat warna sehingga dinamakan kromatin. Setiap sel dari organisme pada suatu sel selalu mengandung 46 kromosom. Jadi ternyata bahwa yang membedakan spesies tumbuhan dengan hewan yang satu dengan yang lainnya bukanlah jumlah kromosom, tetapi faktor-faktor keturunan di dalam kromosom.

Sejenis nematoda hanya mempunyai 2 kromosom. Jenis chrustaceae mengandung 200 kromosom. Jumlah kromosom tertinggi ditemukan pada jenis Radiolaria (Tumbuhan laut) sekitar 1600 kromosom, kebanyakan dari hewan dan tumbuhan mempunyai kromosom antara 10-15 kromosom. Dalam sel tubuh manusia dari tiap jenis kromosom selalu terdapat 2 buah. Ke-46 kromosom terdiri dari 23 pasang dan ke-23 pasangnya mempunyai jenis yang berbeda. Perbedaan kromosom terletak pada panjangnya, bentuk dan jumlah penggentiannya.

(32)

Proses mitosis ini meliputi empat fase sebagai berikut :

1. Profase, berlangsung antara 30 sampai 60 menit, profase ini ditandai dengan adanya benang-benang kromatin mulai menebal menjadi kromosom. Kemudian kromosom makin lama makin memendek dan menyebar, akhirnya kelihatan tiap-tiap kromosom terdiri dari dua belahan yang sama, belahan kromosom ini dinamakan kromatida. Kedua kromatida masih bersatu ditempat kromosom menggenting yaitu pada sentromer. Nukleus makin menjadi kecil, akhirnya menghilang, kemudian membran nukleus juga menghilang. Pada tumbuhan tingkat tinggi profase diakhiri dengan timbulnya benang-benang dari kutub ke kutub membentuk struktur seperti gelondong.

2. Metafase, berlangsung antara 2 sampai 6 menit, semua kromosom yang sudah berhenti memendek jelas kelihatan berbelah dua, menyusun diri di bidang equator yaitu bidang yang tepat terletak dibidang equator adalah sentromennya. Sedangkan lengan-lengan kromosom menonjol diluar bidang sentromer. Masing-masing kromosom kelihatan tercantum pada benang gelondong dan dihubungkan dengan kedua kutub. Bila sebuah kromosom telah siap untuk membelah diri maka berakhirlah metafase dan mitosis akan meningkatkan ke anafase.

3. Anafase, berlangsung dari 3 menit sampai 15 menit, sentromer membelah diri dan bergerak saling menjauhi ke kutub yang berlawanan. Pada waktu yang terpisah ini kedua kromatida tertarik dan masing-masing menjadi kromosom yang berdiri sendiri. Lengan-lengan kromosom masih mengikuti sentromernya yang bergerak ke muka. Pergerakan kromosom menuju ke kutub kelihatannya ditarik oleh benang-benang gelondong yang makin lama makin memendek bergerak munuju kutub. Waktu anafase dihitung dari saat kromosom bergerak sehingga kromosom sampai ke kutub. 4. Telofase, berlangsung antara 30 menit sampai 60 menit, dalam telofase kromosom di

(33)

Gambar 33. Proses Mitosis

Proses Cytokinesis

Proses ini mulai setelah mitosis selesai sama sekali, kadang-kadang juga bersamaan waktu dengan akhir telofase. Pada tumbuhan tingkat tinggi, cytokinesis berlangsung dengan pembentukkan lempengan sel dan butiran-butiran kecil muncul pada bidang equator di dalam daerah gelondong. Butiran ini makin lama makin banyak bergabung dan akhirnya terbentuk suatu lempengan/piringan ditengah bidang equator. Lempengan sel ini tumbuh melebar ke samping-samping sehingga mencapai dinding sel, maka terbentuklah dua sel saudara yang terpisahkan satu sama lainnya.

3. Meiosis, pembelahan ini hanya dapat dilihat waktu tumbuhan membentuk sel kelamin dan hanya dapat dijumpai di dalam alat-alat kelamin tumbuhan.Meiosis hanya terjadi pada fase reproduksi seksual. Pada meiosis, kromosom homolog berpasangan, terjadi pengurangan jumlah kromosom sel induk terhadap sel anak. Pembelahan sel pada meiosis terjadi dua kali yaitu pembelahan I (meiosis I) dan pembelahan II (meiosis II).

(34)

1). Tahap Meiosis I

Sebelum mengalami pembelahan meiosis, sel kelamin perlu mempersiapkan diri. Fase persiapan ini disebut tahap interfase . Pada tahap ini, sel melakukan persiapan berupa penggandaan DNA dari satu salinan menjadi dua salinan. Kromosom masih belum jelas terlihat karena masih berbentuk benang-benang halus (kromatin). Selain itu, sentrosom juga bereplikasi menjadi dua (masing-masing dengan 2 sentriol), sentriol berperan dalam menentukan arah pembelahan sel.

Setelah terbentuk salinan DNA, barulah sel mengalami tahap pembelahan meiosis I yang diikuti tahap meiosis II. Tahap meiosis I terdiri atas profase I, metafase I, anafase I, dan telofase I, serta sitokinesis I.

a. Profase I

Pada tahap meiosis I, profase I merupakan fase terpanjang atau terlama dibandingkan fase lainnya bahkan lebih . Profase I dapat berlangsung dalam beberapa hari. Biasanya, profase I membutuhkan waktu sekitar 90% dari keseluruhan waktu yang dibutuhkan dalam pembelahan meiosis. Tahapan ini terdiri dari lima subfase, yaitu leptoten, zigoten, pakiten, iploten, dan diakinesis.

1) Leptoten

Subfase leptoten ditandai adanya benang-benang kromatin yang memendek dan menebal. Pada subfase ini mulai terbentuk sebagai kromosom homolog.

2) Zigoten

Kromosom homolog saling berdekatan atau berpasangan menurut panjangnya. Peristiwa ini disebut sinapsis. Kromosom homolog yang berpasangan ini disebut bivalen (terdiri dari 2 kro-mosom homolog).

3). Pakiten

(35)

dari homolog satu ke homolog lainnya. Pindah silang inilah yang memengaruhi variasi genetik sel anakan.

5). Diakinesis

Pada subfase ini terbentuk benang-benang spindel pembelahan (gelendong mikrotubulus). Sementara itu, membran inti sel atau karioteka dan nukleolus mulai lenyap. Profase I diakhiri dengan terbentuknya tetrad yang membentuk dua pasang kromosom homolog. Perhatikan lagi Setelah profase I berakhir, kromosom mulai bergerak ke bi-dang metafase.

b. Metafase I

Pada metafase I, kromatid hasil duplikasi kromosom homolog berjajar berhadap-hadapan di sepanjang daerah ekuatorial inti (bidang metafase I). Membran inti mulai menghilang. Mikrotubulus kinetokor dari salah satu kutub melekat pada satu kromosom di setiap pasangan. Sementara mikrotubulus dari kutub berlawanan melekat pada pasangan homolognya. Dalam hal ini, kromosom masih bersifat diploid.

c. Anafase I

Setelah tahap metafase I selesai, gelendong mikrotubulus mulai menarik kromosom homolog sehingga pasangan kromosom homolog terpisah dan masing-masing menuju ke kutub yang berlawanan. Peristiwa ini mengawali tahap anafase I. Namun, kromatid saudara masih terikat pada sentromernya dan bergerak sebagai satu unit tunggal. Inilah perbedaan antara anafase pada mitosis dan meiosis. Pada mitosis, mikrotubulus memisahkan kromatid yang bergerak ke arah berlawanan.

d. Telofase I

Pada telofase, setiap kromosom homolog telah mencapai kutub-kutub yang berlawanan. Ini berarti setiap kutub mempunyai satu set kromosom haploid. Akan tetapi, setiap kromosom tetap mempunyai dua kromatid kembar. Pada fase ini, membran inti muncul kembali. Peristiwa ini kemudian diikuti tahap selanjutnya, yaitu sitokinesis.

e. Sitokinesis

(36)

selanjutnya, yaitu meiosis II. Jarak waktu antara meiosis I dengan meiosis II disebut dengan interkinesis .

Jadi, tujuan meiosis II adalah membagi kedua salinan DNA pada sel anakan yang baru hasil dari meiosis I. Meiosis II terjadi pada tahap-tahap yang serupa seperti meiosis I.

2. Tahap Meiosis II

Tahap meiosis II juga terdiri dari profase, metafase, anafase, dan telo-fase. Tahap ini merupakan kelanjutan dari tahap meiosis I. Masing-masing sel anakan hasil pembelahan meiosis I akan membelah lagi menjadi dua. Sehingga, ketika pembelahan meiosis telah sempurna, dihasilkan empat sel anakan. Hal yang perlu diingat adalah bahwa jumlah kromosom keempat sel anakan ini tidak lagi diploid (2n) tetapi sudah haploid (n). Proses pengurangan jumlah kromosom ini terjadi pada tahap meio-sis II.

a. Profase II

Fase pertama pada tahap pembelahan meiosis II adalah profase II. Pada fase ini, kromatid saudara pada setiap sel anakan masih melekat pada sentromer kromosom. Sementara itu, benang mikrotubulus mulai terbentuk dan kromosom mulai bergerak ke arah bidang equator. Tahap ini terjadi dalam waktu yang singkat karena diikuti tahap berikutnya

b. Metafase II

Pada metafase II, setiap kromosom yang berisi dua kromatid, me-rentang atau berjajar pada bidang metafase II. Pada tahap ini, benang-benang spindel (benang mikrotubulus) melekat pada kinetokor masing-masing kromatid.

c. Anafase II

Fase ini mudah dikenali karena benang spindel mulai menarik kromatid menuju ke kutub pembelahan yang berlawanan. Akibatnya, kromosom memisahkan kedua kromatidnya untuk bergerak menuju kutub yang berbeda. Kromatid yang terpisah ini selanjutnya berfungsi sebagai kromosom individual.

d. Telofase II

(37)

e. Sitokinesis II

Selama telofase II, terjadi pula sitokinesis II, ditandai adanya sekat sel yang memisahkan tiap inti sel. Akhirnya terbentuk 4 sel kembar yang haploid. Sel-sel anakan sebagai hasil pembelahan meiosis mempunyai sifat genetis yang bervariasi satu sama lain. Variasi genetis yang dibawa sel kelamin orang tua menyebabkan munculnya keturunan yang bervariasi juga.

(38)

BAHAN BACAAN

Campbell, R., Mitchell. 2002. Biologi. Erlangga. Jakarta.

Loveless, A.R. 1991. Prinsip-prinsip Biologi Tumbuhan Untuk Daerah Tropik. Jilid 1. PT Gramedia Pustaka. Jakarta.

Salisbury, F.B., dan C.W. Ross. 1995. Plant Physiology. Wadsworth Publishing Company. California

Figur

Gambar 1. Mikroskop rancangan Robert Hooke menggunakan sumber cahaya lampu minyak

Gambar 1.

Mikroskop rancangan Robert Hooke menggunakan sumber cahaya lampu minyak p.1
Gambar 4.  Struktur Sel Eukaryotik

Gambar 4.

Struktur Sel Eukaryotik p.6
Tabel 3.  Perbedaan sel prokaryotik dan sel eukaryotik

Tabel 3.

Perbedaan sel prokaryotik dan sel eukaryotik p.7
Gambar 6. Dinding Sel

Gambar 6.

Dinding Sel p.8
Gambar 7. Diagram Dinding Sel

Gambar 7.

Diagram Dinding Sel p.9
Tabel 3. Perbedaan dinding sel primer dan sekunder

Tabel 3.

Perbedaan dinding sel primer dan sekunder p.10
Gambar 8. Struktur Dinding Sel Sekunder

Gambar 8.

Struktur Dinding Sel Sekunder p.10
Gambar 9. (1 dan 2) Irisan diagramatik sel dengan dinding sel sekunder: (1) irisan melintang dan (2)irisan membujur; (3-6) tahapan pembelahan sel yang memperlihatkan perkembangan danpertumbuhan lempengan sel; (7-10) gambar skematik yang memperlihatkan hubungan antardinding yang baru dibentuk dengan dinding sel yang telah membelah; dan (11) diagramplasmodesmata

Gambar 9.

(1 dan 2) Irisan diagramatik sel dengan dinding sel sekunder: (1) irisan melintang dan (2)irisan membujur; (3-6) tahapan pembelahan sel yang memperlihatkan perkembangan danpertumbuhan lempengan sel; (7-10) gambar skematik yang memperlihatkan hubungan antardinding yang baru dibentuk dengan dinding sel yang telah membelah; dan (11) diagramplasmodesmata p.12
Gambar 10. Diagram struktur submikroskopis dinding sel; (1) bagian sel pada lapisan dinding sekunder, (2) ikatan miroserabut yang bila menggabung dapat dilihat dengan mikroskop cahaya, (3) bagian mikroserabut yang tersusun atas serabut sederhana, (4) dua unit sel selulosa, (5) dua residu gula

Gambar 10.

Diagram struktur submikroskopis dinding sel; (1) bagian sel pada lapisan dinding sekunder, (2) ikatan miroserabut yang bila menggabung dapat dilihat dengan mikroskop cahaya, (3) bagian mikroserabut yang tersusun atas serabut sederhana, (4) dua unit sel selulosa, (5) dua residu gula p.13
Gambar 11. Pertumbuhan Multinet

Gambar 11.

Pertumbuhan Multinet p.14
Gambar 12. Mekanisme Pemanjangan Dinding Sel

Gambar 12.

Mekanisme Pemanjangan Dinding Sel p.14
Gambar 14. Fosfolipid membran sel

Gambar 14.

Fosfolipid membran sel p.16
Gambar 13. Membran Plasma

Gambar 13.

Membran Plasma p.16
Gambar 15. Sistem Endomembran

Gambar 15.

Sistem Endomembran p.17
Gambar 16. RE kasar (kiri) dan RE halus (kanan)

Gambar 16.

RE kasar (kiri) dan RE halus (kanan) p.18
Gambar 17. Badan Golgi

Gambar 17.

Badan Golgi p.19
Gambar 19. Tonoplas pada dinding sel tanaman

Gambar 19.

Tonoplas pada dinding sel tanaman p.20
Gambar 20. Anatomi Peroksisom

Gambar 20.

Anatomi Peroksisom p.21
Gambar 22. Ribosom di bawah mikroskop elektron

Gambar 22.

Ribosom di bawah mikroskop elektron p.22
Gambar 23. Ribosom ada yang menempel pada RE, ada yang bebas melayang di sitoplasma

Gambar 23.

Ribosom ada yang menempel pada RE, ada yang bebas melayang di sitoplasma p.22
Gambar 25. Polyribosom

Gambar 25.

Polyribosom p.23
Gambar 24. Struktur sub unit ribosom yang terdiri atas sub unit kecil dan besar

Gambar 24.

Struktur sub unit ribosom yang terdiri atas sub unit kecil dan besar p.23
Gambar 26. Ribosom sedang melaksanakan tugasnya untuk menyintesis protein

Gambar 26.

Ribosom sedang melaksanakan tugasnya untuk menyintesis protein p.24
Gambar 27. Mitokondria

Gambar 27.

Mitokondria p.25
Gambar 29. Macam-macam plastida

Gambar 29.

Macam-macam plastida p.27
Gambar 30. Kloroplas

Gambar 30.

Kloroplas p.28
Gambar 31. Kromosom Sel Eukaryotik dan Prokaryotik

Gambar 31.

Kromosom Sel Eukaryotik dan Prokaryotik p.31
Gambar 32. Bagian Kromosom

Gambar 32.

Bagian Kromosom p.31
Gambar 33. Proses Mitosis

Gambar 33.

Proses Mitosis p.33
Gambar 34. Pembelahan Inti Sel/Sel dengan Cara Reduksi (Meiosis)

Gambar 34.

Pembelahan Inti Sel/Sel dengan Cara Reduksi (Meiosis) p.37

Referensi

Memperbarui...