PEMBELAHAN MITOSIS PADA TUDUNG AKAR BAWANG MERAH (Allium Cepa)
LAPORAN PRAKTIKUM
UNTUK MEMENUHI TUGAS MATA KULIAH Genetika 1
yang dibimbing oleh Prof. Dr. Hj. Siti Zubaidah, M.Pd dan Andik Wijayanto, S.Si, M.Si
Oleh kelompok 16 :
Gizella Ayu Wilantika (140342600832)
UNIVERSITAS NEGERI MALANG
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM JURUSAN BIOLOGI
A. JUDUL
Mitosis pada Akar Bawang Merah (Allium cepa L.) B. TUJUAN
1. Fase mitosis apa sajakah yang dapat teramati pada tudung akar bawang merah? 2. Bagaimanakah karakteristik pada masing-masing fase yang teramati?
C. RUMUSAN MASALAH
1. Fase mitosis apa sajakah yang dapat teramati pada tudung akar bawang merah? 2. Bagaimanakah karakteristik pada masing-masing fase yang teramati?
D. DASAR TEORI
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.
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. Sedangkan menurut Setjo (2004) mitosis adalah pembelahan sel yang terjadi secara tidak langsung. Hal ini dikarenakan pada pembelahan sel secara mitosis terdapat adanya tahapan-tahapan tertentu. 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. Menurut Setjo (2004) mitosis terbagi menjadi 5 fase yaitu interfase, profase, metafase, anafase, telofase. Karakteristik dari masing-masing tahap adalah sebagai berikut:
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).
2. Fase Mitosis (M) a. 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.
b. 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.
c. 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.
d. 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.
E. ALAT DAN BAHAN Alat :
1. Mikroskop cahaya
2. Kaca benda dan kaca penutup 3. Pipet tetes
4. Pinset 5. Gelas arloji
6. Silet 7. Botol vial 8. Gelas arloji Bahan :
1. Ujung akar bawang merah (Allium cepa) 2. Kertas hisap 3. Tisu 4. Alkohol 70 % 5. FAA 6. HCl 1 N 7. Acetocarmin F. LANGKAH KERJA
Memotong akar bawang merah kira-kira 1cm yang telah ditumbuhkan seminggu sebelumnya pada jam 24.00 WIB
Memasukkan potongan akar ke dalam botol vial yang berisi larutan FAA
Menambahkan Alkohol 70% sampai akar terendam selama 2 menit, kemudian dihisap dengan tissue
Mencacah potongan tudung akar dengan silet sampai benar-benar halus dan merata
Mengambil potongan akar dengan pinset dan meletakkan di atas kaca benda
Menambahkan larutan HCl 1 m sampai akar terendam selama 4 menit, kemudian dihisap dengan tissue
Menetesi dengan larutan asetokarmin dan ditutup dengan kaca benda
G. DATA HASIL PENGAMATAN
Data hasil pengamatan tahap-tahap pembelahan mitosis tudung akar pada bawang merah (dengan perbesaran 40 X 10)
No Gambar Keterangan 1. - Profase : 57 - Anafase : 5 2. - Profase : 47 - Anafase : 4 - Telofase : 1
3. - Profase : 10
- Metafase : 1
H. ANALISIS DATA
Dari hasil pengamatan fase-fase mitosis pada akar bawang merah (Allium cepa) dapat diketahui fase-fase mitosis seluruhnya. Pada sudut pandang pertama ditemukan adanya fase profase sebanyak 57, anaphase 5. Pada sudut pandang kedua ditemukan adanya fase profase sebanyak 47, fase anaphase sebanyak 4, dan telofase sebanyak 1. Dan pada sudut pandang terakhir ditemukan adanya fase profase 10 dan metaphase 1. I. PEMBAHASAN
Praktikum pengamatan pembelahan mitosis dilakukan pada tudung akar bawang merah yang berumur 7 hari. 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. Hal inilah yang melatarbelakangi digunakannya akar dalam praktikum mitosis ini (Margono,1973)
Pemotongan tudung akar dilakuakan pada 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.
Untuk membuat preparat akar bawang agar dapat teramati proses mitosisnya dibawah mikroskop, potongan-potongan akar tersebut harus melalui beberapa perlakuan terlebih dahulu. Pertama setelah akar bawang dipotong, akar tersebut harus direndam di dalam botol fial yang berisi 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. Kemudian potongan akar tersebut harus direndam di dalam alkohol 70% selama 2 menit, perendaman ini bertujuan untuk menghilangkan sisa-sisa FAA yang masih terdapat di dalam sel-sel akar bawang merah. Selain itu perendaman dengan alkohol bertujuan untuk menyegarkan kembali sel-sel akar bawang yang sudah semalaman dimasukkan ke dalam botol fial berisi FAA dan mensterilkan akar dari mikroba.
Perlakuan berikutnya adalah perendaman dengan HCl, hal ini bertujuan untuk memudahkan dalam memotong tudung akar bawang merah (Allium cepa), karena dengan pemberian HCl dapat memperjelas batas tudung akar dengan sel-sel diatasnya, tudung akar akan terlihat lebih putih dibandingkan bagian lain dari akar bawang merah (Allium cepa), pemberian HCl ini juga dapat melunakkan dinding sel sehingga memudahkan dalam memotong atau mencacah.
Kemudian potongan akar tersebut diberi acetocarmin yang merupakan pewarna dan memiliki fungsi 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.
Berdasarkan hasil pengamatan yang telah dilakukan tahapan mitosis yang ditemukan adalah sel-sel yang sedang berada dalam fase profase, metafase, anafase, dan telofase. Pada fase prosafe 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.
Tahap kedua yang ditemukan adalah metafase. Pada sel yang mengalami tahap metafase, kromosomnya terlihat berjajar. Pada pengamatan, fase ini terlihat jelas sekali sehingga dapat ditentukan berada pada tahap metafase. Tahap berikutnya yang teramati adalah tahap anaphase, 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. Pada fase ini dapat teramati bahwa 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.
J. HASIL DISKUSI
1. Berikut ini adalah kemikalia yang dipakai dalam praktikum mitosis akar bawang merah:
Acetokarmin Alkohol 70%
HCl 1 N
FAA
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! Jawab :
a. Fungsi dari kemikalia yang digunakan antara lain :
Acetokarmin berfungsi sebagai pemberi warna pada kromosom, sehingga kromosom dapat dengan mudah diamati.
Alkohol 70% berfungsi sebagai penetral kandungan FAA dan penyegar sel.
Larutan HCl 1 N digunakan untuk membersihkan bahan yang akan diamati dari zat-zat lain dan untuk melunakkan jaringan.
Larutan FAA berfungsi untuk menghentikan aktifitas pembelahan dan mempertahankan keadaan sel seperti saat membelah.
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. Karena alkohol dalam konsentrasi 70% 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. 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? Jawab :
a. Karena akar bawang merah merupakan organ yang sel-sel penyusunnya adalah sel-sel somatik. Mitosis merupakan pembelahan sel yang umumnya terjadi pada sel-sel yang hidup terutama sel-sel somatik yang sedang tumbuh (meristematik) seperti ujung batang atau ujung akar. 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.
3. Jika ada permasalahan-permasalahan berikut, jelaskan kemungkinan penyebabnya dan usulan solusi yang tepat untuk mengatasi masalah tersebut!
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! Jawab :
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.
4. Jelaskan alasan dilakukan pemotongan tudung akar pada pukul 00.00!
Jawab : 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.
5. Bila harus memilih menggunakan silet baru dan silet berkarat untuk memecah preparat akar bawang merah, silet manakah yang akan anda gunakan? Apa alasannya? Jelaskan!
Jawab : Silet berkarat karena silet berkarat berfungsi 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.
6. Terkait dengan ilmu genetika, jelaskan tujuan peristiwa mitosis pada makhluk hidup! Jawab : 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.
DAFTAR RUJUKAN
Margono, Hadi. 1973. Pengaruh Colchisin Terhadap Pertumbuhan Memanjang Akar Bawang Merah (Allium Cepa). Skripsi Tidak Diterbitkan. Malang: IKIP
Saktiyono. 1999. Biologi. Jakarta: Erlangga
Setjo, Susetyoadi. 2004. Anatomi Tumbuhan. Malang: IMSTEP JICA.
Wells, James.,R Mogen, Johanis.,P. 1991. Dasar Genetika Dan Pemuliaan Tanaman. Jakarta: Erlangga
