LAPORAN PRAKTIKUM GENETIKA
KEANEKARAGAMAN PADA HEWAN DAN TUMBUHAN Tanggal Praktikum : Rabu, 20 September 2023
Waktu Praktikum : 15.30 – 17.10 WIB
Tanggal Pengumpulan : Selasa, 26 September 2023
Disusun oleh :
Hana Fitriani (11220161000044) Kelas : 3B Pendidikan Biologi
Kelompok 6
Anggota Kelompok :
1. Basmah Tuhfah Ma’shumah (11220161000030) 2. Adinda Syika Adzkia (11220161000036) 3. Alya Dwi Cahyanti (11220161000038) 4. Ones Lintang Nindyasari (11220161000052)
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN BIOLOGI FAKULTAS ILMU TARBIYAH DAN KEGURUAN UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH
JAKARTA
2023
A. TUJUAN
1. Membuktikan adanya proses pembelahan sel yang terjadi pada akar bawang bombay.
2. Menganalisis proses pembelahan sel yang terjadi pada akar bawang bombay.
3. Mengklasifikasikan tahapan-tahapan mitosis disertai dengan ciri dari setiap tahapan tersebut.
B. RUMUSAN MASALAH
1. Apakah terjadi proses pembelahan sel pada bagian ujung akar bawah bombay?
2. Bagaimana proses pembelahan sel yang terjadi pada akar bawang bombay?
3. Apa saja tahapan-tahapan mitosis yang terjadi pada akar bawang dan bagaimana ciri dari setiap tahapan tersebut?
C. HIPOTESIS
1. Proses pembelahan sel dapat ditemukan pada bagian ujung akar bawang bombay.
2. Proses pembelahan sel yang terjadi pada bagian ujung akar bawang bombay ialah proses pembelahan mitosis yang terdiri dari beberapa tahapan.
3. Tahapan-tahapan pembelahan mitosis terdiri dari profase dengan ciri penebalan benang-benang kromatin menjadi kromosom yang berduplikasi menjadi kromatid, metafase dengan ciri kromatid yang berjejer dibidang equator, anafase dengan ciri kromatid yang tertarik oleh benang gelendong menuju kutub pembelahan sel, dan terakhir telofase dengan ciri terjadinya peristiwa kariokinesis dan sitokinesis.
D. DASAR TEORI
Sel merupakan unit paling kecil dalam penyusunan tubuh makhluk hidup.
Proses pembelahan sel ini bagian sangat penting dalam pertumbuhan dan perkembangan pada makhluk hidup. Meskipun tujuannya sama, yaitu reproduksi diri, namun cara pembelahan sel berbeda antara makhluk hidup multiseluler dan uniseluler. Pembelahan sel adalah proses ketika satu sel membagi diri menjadi dua atau lebih sel baru. Proses inilah mekanisme yang digunakan sel untuk berkembang biak, atau dalam istilah ilmiahnya, proses reproduksi sel (Hartono &
Rosyidah, 2019).
Proses reproduksi sel atau pembelahan sel adalah cara untuk menghasilkan sel-sel baru dan berkembangbiak. Pada organisme uniseluler, pembelahan sel didefinisikan sebagai metode reproduksi, sementara pada makhluk hidup multiseluler, hal ini menyebabkan pertumbuhan sel-sel tubuh tambahan pada organisme tersebut. Reproduksi sel juga terjadi pada sel-sel kelamin, yang berperan dalam perkawinan antar individu. Ketika mencapai kematangan, sel-sel kelenjar kelamin pada tubuh manusia mengalami pembelahan untuk membentuk sel-sel kelamin (Masri, 2014).
Pembelahan sel dalam makhluk hidup dapat dibagi menjadi tiga jenis, diantaranya amitosis, mitosis, dan meiosis. Amitosis adalah pembelahan langsung yang tidak melalui tahapan sel, biasanya terjadi pada bakteri. Mitosis terjadi pada sel tubuh makhluk hidup multiseluler, sementara meiosis terjadi pada sel gamet (sel telur dan sperma) dalam makhluk hidup multiseluler. Pembelahan sel biasanya terjadi saat pertumbuhan atau regenerasi jaringan saat terjadi luka.
Namun, sel dewasa yang sudah tidak lagi tumbuh mengalami fase diam yang disebut siklus sel. Sel-sel dalam organ melewati fase pembelahan, fase pertumbuhan, dan fase istirahat. Sel-sel yang sudah tua atau usang akan secara alami mati dan digantikan oleh sel baru yang terbentuk (Novianti, 2018).
Pertumbuhan makhluk hidup melibatkan pembelahan sel yang merupakan proses penting dalam membentuk gamet-gamet. Pembelahan sel, yang juga dikenal sebagai reproduksi sel, terbagi menjadi dua jenis utama, yaitu mitosis dan meiosis. Proses ini melibatkan berbagai tahapan yang memengaruhi posisi kromosom, yang menjadi dasar bagi fase-fase pembelahan sel. Selain itu, pembelahan sel melibatkan dua proses utama: mitosis dan sitokinesis. Selama mitosis, nukleus sel eukariotik mengalami pembelahan kompleks yang memastikan distribusi kromosom yang akurat ke sel anak. Dengan cara ini, mitosis memastikan bahwa sel anak memiliki jumlah kromosom dan jenis yang sama dengan sel induknya (Campbell, 2010).
Siklus sel pada umumnya terdiri dari dua periode utama, yaitu interfase yang mencakup fase G1, S, dan G2, dan dua tahap pembelahan sel, yaitu mitosis dan sitokinesis. Fase G1 adalah periode sebelum sintesis, fase S adalah periode sintesis, dan G2 adalah periode setelah sintesis, yang kemudian diikuti oleh dua fase pembelahan sel, yaitu mitosis yang terdiri dari fase profase, metafase, anafase, dan telofase. Selama periode interfase, kromosom tidak terlihat karena mereka dalam bentuk kromatin berbentuk benang, dan komponen makromolekul didistribusikan di dalam inti sel. Selama siklus sel, terjadi perubahan terutama pada DNA, RNA, dan berbagai jenis protein. Duplikasi DNA terjadi selama fase sintesis atau periode S yang diawali oleh fase G1 dan diikuti oleh fase G2 (Effendi, 2020).
Regulasi siklus sel dikendalikan oleh sekelompok protein yang disebut siklin, yang bertanggung jawab mengatur siklus sel dengan membentuk kompleks dan mengaktifkan protein kinase yang bergantung pada siklin, juga dikenal sebagai Cdk (cyclin dependent kinase). Cdk memiliki peran penting dalam memulai transkripsi gen selama tahap replikasi DNA. Pentingnya regulasi siklus sel juga dipengaruhi oleh jam biologis. Selain itu, sitokinin memegang peranan kunci dalam mengatur siklus sel antara dua tahap, yaitu G1/S dan G2/M, dan konsentrasi sitokinin dapat bervariasi tergantung pada intensitas cahaya yang berbeda. Dengan demikian, siklin, Cdk, dan sitokinin memiliki dampak yang sangat berpengaruh pada tingkat pembelahan sel (Matias & Fontanilla, 2011).
Mitosis adalah proses pembelahan inti dalam sel eukariotik yang umumnya terdiri dari lima tahap. Selama mitosis, jumlah kromosom dipertahankan dengan mengatur kromosom hasil replikasi secara merata ke nukleus anak-anak. Dalam
mitosis, jumlah kromosom tetap konstan selama seluruh proses pembelahan.
Pentingnya menjalankan setiap tahap mitosis dengan sempurna adalah karena kehilangan kromosom selama proses pembelahan dapat mengakibatkan perubahan pada tanaman dewasa (Arsal, 2018).
Regulasi yang luar biasa dalam proses pembelahan sel memastikan bahwa setiap sel anak menerima jumlah dan jenis kromosom yang identik dengan yang dimiliki oleh sel induknya. Setiap organisme multiseluler memiliki jumlah dan jenis kromosom yang sama dengan sel-sel lain dalam organisme tersebut. Jika suatu sel harus menerima jumlah kromosom yang lebih atau kurang dari yang seharusnya karena kelainan dalam fungsi sel selama pembelahan, ini dapat menghasilkan sel yang menunjukkan tanda-tanda kelainan dan mungkin tidak dapat bertahan hidup. Fakta bahwa sel mengandung informasi genetik yang penting untuk setiap sifat organisme menjelaskan mengapa sel tunggal yang diambil dari tanaman dewasa yang sudah sepenuhnya berdiferensiasi dan ditanam dalam kondisi kultur sel yang sesuai dapat tumbuh menjadi tanaman baru yang sempurna (Mustami, 2013).
E. ALAT DAN BAHAN
No Alat dan Bahan Jumlah
1 Mikroskop 1
2 Gelas Objek 2
3 Gelas Penutup 2
4 Pinset 1
5 Cawan Petri 1
6 Gelas Piala 500 ml 2
7 Pembakar Bunsen 1
8 Silet 1
9 Asetokarmin Secukupnya
10 Asam Klorida (HCl) Secukupnya
11 Asam Asetat Secukupnya
12 Akar Bawang Secukupnya
Tabel 1. Alat dan Bahan
F. LANGKAH KERJA
Penyelidikan yang harus dilakukan sebagai bukti:
1. Memotong akar bawang bombay ± 0,5 cm dari bagian ujung (usahakan tudung akar ikut dalam potongan).
2. Fiksasi menggunakan larutan Asam Asetat. Rendam akar bawang selama 5 menit.
3. Washing dengan aquades sebanyak 3 kali.
4. Hidrolisa dengan menggunakan HCL 1 N. Memanaskan vlakon tersebut pada temperatur 60°C selama ± 5 menit.
5. Hidrolisa: rendam kembali dengan asetokarmin selama 30 menit untuk pewarnaan sebanyak 2 kali.
6. Squashing: mengambil 1 ujung akar yang berwarna merah, meletakkan di atas object glass, kemudian menetesi dengan gliserin dan menutup dengan cover glass, menekan cover glass yang tepat di bawahnya terdapat ujung akar bawang bombay menggunakan gagang pensil berpenghapus hingga ujung akar hancur. Mengamati di bawah mikroskop mulai dari perbesaran kecil menuju ke perbesaran yang lebih besar.
7. Labeling: di sebelah kiri gelas penutup diletakkan etiket dan diberi keterangan:
nama spesies, dan sebagainya G. HASIL PENGAMATAN
1. Dalil Al-Qur’an yang Berkaitan dengan Materi Al-Qur’an Surah Al Furqan (25) : 2
Artinya:
“Yang memiliki kerajaan langit dan bumi, tidak mempunyai anak, tidak ada sekutu bagi-Nya dalam kekuasaan(-Nya), dan Dia menciptakan segala sesuatu, lalu menetapkan ukuran-ukurannya dengan tepat.”
Berdasarkan ayat tersebut, pertumbuhan adalah proses peningkatan volume yang bersifat tak dapat dikembalikan (irreversibel), begitu juga dengan perkembangan yang merupakan perubahan khusus dalam struktur dan fungsi sel-sel. Semua ini telah ditentukan oleh Allah SWT, dan Tuhan memberikan persiapan dan perlengkapan yang sesuai dengan naluri, sifat, dan fungsi masing-masing dalam kehidupan. Pertumbuhan adalah peningkatan volume, jumlah, dan ukuran sel yang irreversible, terutama melalui mitosis dan bisa diukur secara kuantitatif. Perkembangan, di sisi lain, adalah menuju kedewasaan organ tumbuhan yang dapat diamati tetapi tidak dapat diukur secara kuantitatif. Keduanya berlangsung bersamaan (Suhirman, 2019).
2. Hasil Pengamatan
Tabel 2. Hasil Pengamatan Mitosis Akar Bawang
H. PEMBAHASAN
Berdasarkan pengamatan yang telah dilakukan praktikan gagal dalam menemukan fase mitosis pada bagian ujung akar bawang bombay. Akan tetapi secara teori tahapan mitosis terdiri dari profase metafase anafase dan juga telofase. Dalam berbagai literatur juga menyebutkan bahwa jumlah sel terbanyak berada pada tahapan interfase. Sedangkan jumlah sel paling sedikit berada pada
tahapan telofase. Hal ini dikarenakan pembelahan mitosis sel akar bawang bombay memakan waktu paling lama pada saat melakukan tahapan interfase.
Kecepatan pembelahan sel pada akar bawang bombay ditentukan oleh suhu dan teknik pengamatan. Pada praktikum ini suhu yang digunakan ketika penanaman adalah suhu ruangan sedangkan pengamatan dilakukan pada waktu sore hari.
Pada umumnya, sel prokariotik, yang tidak memiliki inti sel, menjalani siklus sel melalui proses pembelahan biner. Sebaliknya, pada sel eukariotik yang memiliki inti sel, siklus sel terbagi menjadi dua fase fungsional, yaitu fase S dan M, bersama dengan fase persiapan G1 dan G2. Tujuan utama dari pembelahan sel adalah untuk menggantikan sel-sel yang rusak atau mati, mendukung pertumbuhan dan perkembangan, mendukung reproduksi, serta menciptakan variasi individu baru (Hartono & Rosyidah, 2019).
Penggandaan seluruh komponen sel yang diikuti oleh pembelahan menjadi dua sel anak dikenal sebagai daur sel. Pada tumbuhan dan hewan, biasanya memakan waktu sekitar 20 jam untuk menyelesaikan daur sel ini. Selama proses mitosis, pembelahan sel sendiri hanya memerlukan waktu sekitar 1 jam, sementara sisanya waktu digunakan untuk pertumbuhan sel selama fase interfase.
Dalam kondisi yang optimal, seperti asupan makanan yang mencukupi dan suhu yang sesuai, daur sel dapat dipercepat untuk mempercepat pertumbuhan sel. Ini menunjukkan bahwa durasi daur sel adalah periode yang dibutuhkan untuk menjalankan rencana-rencana tertentu dalam setiap sel, yang melibatkan dua tahap utama, yaitu replikasi materi genetik dalam kromosom dan penggandaan semua komponen sel yang terkait dengan pertumbuhan (Rahmadina & Febriani, 2017).
Fase mitosis dimulai dengan serangkaian proses fosforilasi protein yang dipicu oleh MPF, dan fase ini berakhir dengan proses defosforilasi yang mengembalikan protein-protein tersebut ke keadaan mirip dengan fase interfase.
Proses fosforilasi yang terjadi selama mitosis memiliki efek morfologis pada sel, seperti menyebabkan penyusutan kromosom, penghilangan selubung nuklear, dan perubahan dalam susunan sitoskelet. Dalam proses pembelahan ini, ada dua kelompok komponen di sitoskelet yang berperan aktif. Kelompok pertama adalah gelendong mitosis yang dominan terdiri dari mikrotubul. Gelendong mitosis berfungsi mengatur posisi kromosom pada sekat yang memisahkan sel menjadi dua bagian, yang disebut bidang equatorial. Setiap bagian kromosom yang berada di daerah equatorial ditarik ke kutub sel oleh mikrotubul yang berakar dari gelendong mitosis. Kelompok kedua adalah cincin kontraktil yang terdiri dari aktin dan miosin. Cincin kontraktil ini berperan dalam pembentukan lipatan pada selaput sel selama proses sitokinesis (Kurniati, 2020).
Mitosis merupakan pembelahan sel yang dapat menghasilkan 2 sel anak yang identik dengan induknya. Mitosis pada tanaman terjadi selama 30 menit sampai beberapa jam. Mitosis terbagi menjadi 4 tahapan diantaranya profase yang mengandung kata pro artinya sebelum, metafase yang mengandung kata meta artinya antara, anafase yang mengandung kata Ana artinya kembali dan terakhir yaitu telofase yang mengandung kata telo artinya berakhir.
1. Profase, pada tahapan ini benang-benang terlihat memendek sehingga tampak tebal dan menjadi kromosom (Suryo, 2008).
2. Metafase, pada tahapan ini benang spindel telah terbentuk dan kromosom terlihat menebal serta berjejer dengan teratur pada bidang equator yang merupakan bidang pembelahan sehingga pada tahap inilah kromosom mudah untuk diamati (Susanto et al. 2011).
3. Anafase, pada tahapan ini kromatid-kromatid memisah di bagian sentromer dan tertarik ke kutub-kutub pembelahan sel yang bersebrangan (Elrod, 2002).
4. Telofase, pada fase ini masing-masing sel kromatid yang memisah berkumpul pada kedua kutub sel dan kromatid tersebut kini berubah menjadi kromosom (Elrod, 2002).
Pengamatan di Laboratorium dilakukan menggunakan ujung akar bawang bombay. Akan tetapi, praktikan tidak berhasil menemukan satupun dari tahap- tahap mitosis. Pengguna penggunaan tanaman bawang dikarenakan memiliki ukuran kromosom yang cukup besar sehingga sangat cocok digunakan untuk studi eksperimental mitosis. Selain itu mitosis pada sel tumbuhan khusus terjadi pada jaringan meristematik yang terdapat pada ujung akar dan ujung batang (Abdullah, 2017). Hasil menunjukkan bahwa sel pada preparat telah hancur akibat terlalu kencang saat melakukan teknik squash. Hasil lain juga menunjukkan bahwa pewarnaan mulai memudar dan sel mengering akibat terlalu lama diamati. Dan beberapa diantaranya menghasilkan preparat sel akar bawang yang masih terlalu tebal sehingga sulit diamati. Selain itu, juga terjadi kendala pada mikroskop. Terdapat beberapa mikroskop yang lensa perbesarannya tidak ada.
Salah satu teknik umum yang digunakan dalam pembuatan preparat mitosis adalah metode squash. Metode squash adalah cara untuk menghasilkan preparat dengan meremas sepotong jaringan atau seluruh organisme, menghasilkan lapisan tipis yang dapat diamati di bawah mikroskop. Secara umum, langkah-langkah dalam pembuatan preparat mitosis menggunakan metode squash dimulai dengan pemilihan bahan, dilanjutkan dengan memfiksasi, hidrolisis, pemulasan, dan akhirnya pembuatan preparat dengan meremas (Squash) (Abidin, 2014).
Ketidaktemuan tahapan mitosis juga bisa disebabkan oleh pengamatan yang tidak tepat pada waktu yang kurang sesuai. Tahapan mitosis sangat tergantung pada waktu pembelahan sel, yang berbeda-beda untuk setiap jenis tanaman dan tidak konsisten. Setiap tanaman memiliki jam biologis yang mengatur waktu optimal pembelahan mitosis. Waktu optimal untuk pembelahan mitosis pada tanaman biasanya terjadi pada pagi hari, khususnya antara jam 08.00 hingga 13.00, karena sel-selnya cenderung lebih aktif pada waktu tersebut (Aristya, 2014).
I. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil pengamatan yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan bahwa:
1. Proses pembelahan sel dapat ditemukan pada tanaman bawang terutama bagian ujung akarnya dikarenakan pada bagian tersebut sel pembelahan aktif membelah.
2. Proses pembelahan sel yang terjadi pada bagian ujung akar bawang bombay ialah proses pembelahan mitosis yang terdiri dari beberapa tahapan.
3. Tahapan-tahapan pembelahan mitosis terdiri dari profase dengan ciri penebalan benang-benang kromatin menjadi kromosom yang berduplikasi menjadi kromatid, metafase dengan ciri kromatid yang berjejer dibidang equator, anafase dengan ciri kromatid yang tertarik oleh benang gelendong menuju kutub pembelahan sel, dan terakhir telofase dengan ciri terjadinya peristiwa kariokinesis dan sitokinesis.
4.
DAFTAR PUSTAKA
Abdullah, F. N., Jaya, A. S., & Wilayah. 2017. Penentuan Waktu Perendaman Sel (Fase Mitosis) Akar Bawang Merah (Allium ascolonicum L.) menggunakan Safrani untuk Mendukung Praktikum Biologi. Bioleuser, 1(3):86-91.
Abidin, A. Z. 2014. Studi Indeks Mitosis Bawang untuk Pembuatan Media Pembelajaran Preparat Mitosis. Bioedu, 3(3):571-579.
Aristya, G. R. 2014. Optimalisasi Induk Poliploidi pada Tanaman Stroberi (Fragaria spp).
Jurnal Penelitian UGM, 6(10).
Arsal, A. F. 2018. Genetika I : Arif Memahami Kehidupan. Makassar : Badan Penerbit Universitas Negeri Makassar.
Campbell N. A., Reece J. B., Urry L. A., Cain M. L., Wasserman S. A., Minorsky P. V., &
Jackson, R. B. 2010. Biologi Edisi 8 Jilid 1. Terjemahan: Damaring Tyas Wulandari.
Jakarta : Erlangga.
Effendi, Y. 2020. Buku Ajar Genetika Dasar. Magelang : Pustaka Rumah C1nta.
Elrod, S., & Stansfield, W. 2002. Genetika Edisi Keempat. Jakarta: Erlangga.
Hartono, R., & Rosyidah, R. A. 2019. Biologi Sel dan Genetika. Jakarta : Kementerian Kesehatan RI.
Kurniati, T. 2020. Biologi Sel. Bandung : CV Cendekia Press.
Masri, M. 2014. Dasar-Dasar Reproduksi dan Embriologi Manusia. Makassar : AU Press.
Matias, A. M. A., & Fontanilla, I. K. C. 2011. Optimizing the Utility of Allium cepa L. var.
aggregatum (sibuyas Tagalog) for the Allium Test by Elucidating its Mitosis Periodicity and Rhythmicity Under Varying Light Conditions. Journal of Science Diliman, 23 (1).
Mustami, M. K. 2013. Genetika. Makassar : Universitas Islam Negri Makassar.
Novianti, T. 2018. Modul Biologi : Pembelahan Sel Mitosis dan Meiosis. Jakarta : Universitas Esa Unggul.
Rahmadina, & Febriani H. 2017. Biologi Sel. Surabaya : CV Salembar Papyrus.
Suhirman. 2019. Konsep Tumbuhan dalam Al-Qur'an. Mataram : LP2M UIN Mataram.
Suryo. 2008. Sitogenetika. Yogyakarta : Gadjah mada University Press.
Susanto, H. A. 2011. Genetika. Yogyakarta : Graha Ilmu.
