m 1 kb2 biologi sel

Australia Indonesia Partnership for Health Systems Strengthening(AIPHSS)

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Tenaga KesehatanBadan Pengembangan dan Pemberdayaan Sumber Daya Manusia

Jakarta 2015

FISIKA DAN BIOLOGI

H. Washudi

Konsep Biologi

KEGIATAN BELAJAR 2BIOLOGI SEL

SEMESTER 1

MODUL 1

Modul Pendidikan Jarak Jauh Pendidikan Tinggi Kesehatan

2

KegiatanBelajar 2

Biologi Sel

Tujuan Pembelajaran Umum

Tujuan Pembelajaran Khusus

Setelah menyelesaikan kegiatan belajar 2, diharapkan Anda dapat: memahami biologi sel dalam praktek keperawatan.

Setelah menyelesaikan kegiatan belajar 1, diharapkan Anda dapat :1. Menjelaskan pengertian biologi sel.2. Menjelaskan sejarah perkembangan teori sel.3. Menjelaskan bentuk dan ukuran sel4. Menjelaskan bagian sel struktur da fungsi sel 5. Menjelaskan pembelahan sel prokariotik dan sel eukariotik6. Menjelaskan pembelahan sel secara amitosis, mitosis, dan meiosis.7. Menjelaskan siklus sel dan diferensial sel

Pada kegiatan belajar 2 ini akan dibahas tentang biologi sel dan hal yang terkait didalamnya mencakup Pengertian biologi sel; Sejarah perkembangan teori -teori sel; bentuk dan ukuran sel; bagian-bagian sel , struktur dan fungsisel; pembelahan sel prokariotik dan eukariotik;pembelahan sel secara amitosis;mitosis dan meiosis; siklus sel

Gambar : Sel Mikroorganisme

Pokok-Pokok Materi

Modul Pendidikan Jarak Jauh Jenjang Diploma 3 Program Studi Keperawatan

3UraianMateri

1. Pengertian Biologi dan Sel Sel merupakan unit terkecil tubuh makhluk hidup. Baik secara struktural maupun fungsional. Sel terdiri dari membran sel, sitoplasma, nukleus dan organel-organel lain yang masing-masing mempunyai fungsi khusus dan secara terpadu menyusun sistem yang kompak. (Tim Biologi, 2004). Setiap sel bergantung pada sel-sel yang lain untuk melakukan fungsi-fungsi yang tidak dapat dilakukan sendiri contohnya adalah sel saraf dengan cepat meneruskan sinar listrik ke dalam tubuh tetapi bergantung seluruhnya pada sel-sel darah merah untuk memberikan kepadanya oksigen yang amat diperlukannya.

Meskipun tipe sel itu bermacam-macam, terdapat persamaan tertentu pada sifat-sifat bentuk dan fungsional yang lazim bagi kebanyakan sel. (Kimball, 1992).Pada umumnya sel itu bersifat mikroskopis, misalnya ovum dari bangsa burung dari beberapa alga.Besarnya dibatasi oleh membran. Suatu sel yang sangat aktif melakukan metabolisme tidak akan mempunyai volume yang besar. Dua bagian yang pokok dari sel adalah sitoplasma dan nukleus. Sitoplasma sebagai suatu zat cair yang kental yang berfungsi bagi sel, mitokondria, badan golgi, kloroplas, sentriol, glanula, dan pigmen. (Amiruddin, 1989).

Gambar 2.1 : Pembesaran Sel Darah Merah

*2. Sejarah penemuan sel* Pada awalnya sel digambarkan pada tahun 1665 oleh seorang ilmuwan Inggris Robert Hooke yang telah meneliti irisan tipis gabus melalui mikroskop yang dirancangnya sendiri.Kata sel berasal dari kata Latin cellulae yang berarti kamar-kamar kecil. Anton van Leeuwenhoek melakukan banyak pengamatan terhadap benda-benda dan jasad-jasad renik dan menunjukkan pertama kali pada dunia ada â€œkehidupan di dunia lainya yang belum pernah dilihat oleh manusia. Karyanya menjadi dasar bagi cabang biologi yang penting saat ini: mikrobiologi. Perkembangan mikroskop selama hampir 200 tahun berikutnya telah memberikan kesempatan bagi para ahli untuk meneliti susunan tubuh makhluk hidup.Serangkaian penelitian telah dilakukan oleh 2 orang ilmuwan dari Jerman yaitu Matthias Schleiden (ahli tumbuhan, 1804-1881) dan Theodor Schwann (ahli hewan, 1810-1882). Mereka menyimpulkan bahwa setiap mahluk hidup tersusun atas sel. Selanjutnya pada tahun 1885 seorang ilmuwan Jerman, Rudolf Virchow, mengamati bahwa sel dapat membelah diri dan membentuk sel-sel baru. *3. Struktur dan Fungsi Sel* Secara anatomis sel dibagi menjadi 3 bagian, yaitu: 1. Selaput Plasma (Membran Plasma atau Plasmalemma). 2. Sitoplasma dan Organel Sel. 3. Inti Sel (Nukleus).


4

2. Sejarah Perkembangan Teori Sel Sel merupakan massa protoplasma berbatas membran dengan sistem organisasi yang sangat kompleks. Sel bukan merupakan suatu bangunan statis, melainkan sebuah struktur yang sangat dinamis. Berbagai jenis aktivitas hidup yang berlangsung di dalam tubuh organisme pada dasarnya berlangsung di dalam sel dengan mekanisme sistem yang sangat harmonis. Aktivitas satu sel menunjang aktivitas sel yang lain membentuk suatu sistem yang sangat harmonis untuk menunjang sebuah kehidupan yang fungsional. Anthony van Leeuwenhoek (1632-1723), seorang yang berkebangsaan Belanda merupakan orang pertama yang menemukan mikroskop dan meneliti organisme mikroskopis seperti berbagai Protozoa dan Rotifera yang oleh Beliau diberi nama ”animanculus”, berbagai jenis bakteri, meliputi bakteri basil dan bakteri spiral;. mengamati sperma pada manusia, katak, anjing, kelinci, dan ikan. Beliau juga mengamati pergerakan sel-sel darah di dalam kapiler kaki katak dan daun telinga pada kelinci.

Gambar 2.2 Anthony van Leeuwenhoek (1632-1723), dan mikroskop sederhana serta jenis protozoa hasil temuannya

Gambar 2.3 . Marcello Malphigi (1628-1694)

Marcello Malphigi (1628-1694), seorang berkebangsaan Italia merupakan orang pertama yang menggunakan mikroskop dalam mengamati sayatan jaringan pada organ-organ tertentu, seperti otak, hati, ginjal, limfa, dan paru-paru. Selain itu, dia juga mengamati perkembangan embrio ayam. Dari hasil pengamatannya, dia menyimpulkan bahwa jaringan tersusun atas unit-unit struktural yang ia sebut utricles (De Robertis, 1988).

Robert Hooke (1663) merupakan orang pertama yang memperkenalkan istilah sel berdasarkan hasil pengamatannya pada sayatan sumbat gabus. Ia melaporkan bahwa sumbat gabus terdiri atas ruang-ruang kecil yang diberi nama sel (bahasa Yunani: Cellula yang bermakna ruang-ruang kecil).

Gambar 2,4 : Ruang-ruang kecil pada sayatan sumbat gabus, R. Hooke (1663) dan mikroskop sederhana


5 Rene Dutrochet (1776-1847), seorang yang berkebangsaan Perancis, melaporkan bahwa semua hewan dan tumbuhan terdiri atas kumpulan sel-sel globular. Pada tahun 1831, Robert Brown (1773-1858), seorang yang berkebangsaan Inggris, melaporkan bahwa sel-sel epidermis tumbuhan, serbuk sari, dan kepala putik mengandung suatu struktur yang konstan yang disebut inti. Pada tahun 1840, Johannes E. Purkinye (1787-1869), seorang yang berkebangsaan Cekoslovakia, memperkenalkan istilah protoplasma. Pada tahun 1861, W. Schultze menyatakan bahwa protoplasma merupakan dasar fisik dari kehidupan. Protoplasma adalah substansi hidup yang berbatas membran dimana di dalamnya terdapat inti atau nukleus (Karp, 1984).

Pada tahun 1938, Mathias J. Schleiden (1804-1882), seorang ahli pengetahuan berkebangsaan Jerman, melaporkan bahwa tubuh tumbuhan tersusun atas sel. Secara terpisah, pada tahun 1839 Theodore Schwann (1810-1882) yang juga seorang ahli pengetahuan berkebangsaan Jerman, melaporkan bahwa tubuh hewan tersusun atas sel. Schwann kemudian mengusulkan dua azas yang dikenal dengan teori sel, yaitu: Semua organisme terdiri atas sel, dan sel merupakan unit dasar organisasi kehidupan.

Sepuluh tahun kemudian R. Virchow (1821-1902) mengusulkn azas ketiga teori sel yang berbunyi: Semua sel berasal dari sel yang telah ada sebelumnya (Omnis cellula e cellulaI) (Sheeler & Bianchi, 1983). Kemudian Louis Pasteur (1908-1895) mengemu-kakan teori biogenesis yang menyatakan bahwa setiap makhluk hidup berasal dari makhluk hidup sebelumnya (Omne vivum e vivo). (Thorpe, 1984; Sheeler and Bianchii, 1983; dan Albert et al., 1984) Berdasarkan penelitian-penelitian yang dilakukan para ilmuwan tersebut diambil suatu kesimpulan, yaitu: sel merupakan kesatuan struktural dari makhluk hidup, sel merupakan kesatuan fungsional dari makhluk hidup, dan sel merupakan kesatuan hereditas dari makhluk hidup.

Gambar 2.5 : Johannes E. Purkinye (1787-1869)

Gambar 2.6 : Mathias J. Schleiden(1804-1882), T(1810-1882). Schwann dan R. Virchow(1821-1902)

Gambar 2.5 : Pasteur (1808-1895)


6

Namun, dalam lingkup yang lebih kompleks, teori sel mengandung makna (Villee et al., 1985), yaitu:

1. Semua makhluk hidup terdiri atas sel;2. Sel yang baru dibentuk, berasal dari

pembelahan sel sebelumnya;3. Semua sel memiliki kemiripan yang

mendasar dalam hal komposisi kimia dan aktivitas metabo-lismenya;

4. Aktivitas dari suatu organisme dapat dimengerti sebagai aktivitas kolektif, dan interaksi-interaksi dari unit-unit seluler bergantung satu dengan yang lainnya.

Gambar 2.6 : Sel Saraf (Partin D, 2007)

3 . Bentuk Sel Sel mempunyai bentuk yang sangat bervariasi, baik di antara sel-sel yang menyusun tubuh makhluk hidup yang sama maupun yang menyusun makhluk hidup yang berbeda. Beberapa sel tidak memiliki bentuk yang tetap, tetapi berubah-ubah sesuai dengan aktivitasnya. Sel amoeba dan sel darah putih termasuk contoh tipe sel yang bentuknya dapat berubah-ubah. Sel-sel yang lain memiliki bentuk yang khas atau tetap, atau bentuk-bentuk peralihan yang spesifik untuk setiap jenis makhluk hidup. Spermatozoa pada manusia memiliki bentuk yang tetap, namun demikian, sperma pada manusia memiliki bentuk yang berbeda dengan sperma pada hewan lain seperti mencit. Bentuk-bentuk sel terutama bergantung pada (i) adaptasi fungsionalnya, (ii) tekanan permukaan, (iii) viskositas protoplasma, (iv) tekanan mekanik oleh

Gambar 2.7 : Sel Darah Merah (Partin D, 2007)

sel-sel yang ada di sekitarnya, dan (v) rigiditas membran plasma. Selain itu, mikrotubuli memiliki peranan yang sangat penting dalam menentukan bentuk dari suatu tipe sel (De Robertis et al., 1975). Umumnya sel-sel jaringan hewan dan tumbuhan berbentuk polihedral. Bila sel diisolasi dalam lingkungan cair, maka ia dapat berubah bentuk menjadi bulat. Bentuk bulat merupakan bentuk dasar sel. Macam-macam bentuk sel antara lain berbentuk gepeng, bentuk kubus, dan bentuk selindris. Umumnya bentuk-bentuk tersebut dijumpai pada sel-sel epitel. Sel darah merah pada manusia memiliki bentuk bikonkaf;

Gambar 2.8 : Berbagai bentuk sel bakteri. (a) Bakteri bentuk kokus, (b) Bakteri ben-tuk spiral, dan (c) Bakteri bentuk batang (Sheeler & Bianchi, 1983).

sel-sel otot berbentuk memanjang; sel-sel bakteri memiliki bentuk yang bulat, spiral atau bentuk batang; sel-sel xylem dan floem pada tumbuhan mengalami modifikasi sedemikian rupa sehingga memungkinkan melaksanakan fungsinya sebagai jalur angkutan untuk berbagai jenis substansi. Sel-sel saraf memiliki bentuk yang sesuai untuk melaksanakan fungsi-nya dalam menghantarkan impuls-impuls saraf (Sheeler & Bianchi, 1983).


74. Ukuran Sel Sel memiliki ukuran yang sangat bervariasi, ter-gantung pada tipe sel. Pada umumnya, sel hanya dapat dilihat dengan menggunakan mikroskop dengan sedikit pengecualian seperti sel telur pada burung unta yang memiliki diameter hingga beberapa cm. Pada umumnya, mata manusia tidak mampu memisahkan dua titik yang dipisahkan kurang dari 0,1 mm atau 100 m. Sementara itu, umumnya sel memiliki ukuran yang lebih kecil

Gambar 2.9 : Ragam Bentuk dan Ukuran Sel

dari 0,1 mm. Bentuk dan ukuran sel berhubungan dengan fung-sinya. Ukuran minimal sebuah sel harus cukup mengan-dung DNA, protein dan struktur-struktur internal agar ia mampu survive dan bereproduksi. Ukuran maksimal se-buah sel dibatasi oleh kebutuhan area permukaan yang cukup untuk memperoleh nutrien dari lingkungan dan membuang sisa metabolisme. Walaupun sel -sel yang besar mempunyai suatu area permukaan lebih besar dibandingkan sel kecil, mereka relatif mempunyai area permukaan yang sama bila dibandingkan dengan sel-sel yang sederhana pada

volume yang sama. Sebab sel yang besar mempunyai suatu area permukaan jauh lebih kecil bila dibandingkan dengan volumenya, sehingga waktu yang dibutuhkan untuk memberikan pelayanan terhadap semua bagian sitoplasma lebih banyak dibandingkan dengan sel-sel ukurannya lebih kecil (Anonim, 2007a).

Gambar 2.10 : Kisaran Ukuran Sel (Partin, 2007)


8

Komponen-komponen sel tertentu tidak dapat di-amati dengan menggunakan mikroskop cahaya. Oleh sebab itu, untuk mengamati komponen-komponen seluler, diperlukan alat bantu berupa mikroskop elektron. Beberapa besaran yang biasa digunakan dalam mempelajari sel ditunjukkan pada tabel berikut:

Tabel: Besaran-besaran yang biasa digunakan dalam mempelajari sel (Sheeler & Bianchi, 1983)

1 meter (m) = 39,4 inci (in)1 meter (m) = 100 centimeter (cm)1 centimeter (cm) = 10 milimeter (mm)1 milimeter (mm) = 1000 mikrometer

atau micron(m)

1 mikro meter (m) = 1000 nanometer atau milimikron

(m)

1 nanometer (nm) = 10 Amstrong (Å)

5. Bagian-Bagian Sel

NO Gambar organel Terbentuk Peran dan Fungsi1 Dinding Sel Tersusun atas polisakarida,

lemak, dan proteinSebagai pelindung dan mem-beri bentuk yang tetap

2 Nukleus Organel ini mengandung se-bagian besar materi genetik sel dengan bentuk molekul DNA yang panjang

• mengatur pembelahan sel• mengendalikan metabolism

sel• menjaga integritas gen• mengontrol aktivitas sel

3 Mitokondria Berbentuk butiran atau benang, mitokondria mem-punyai sifat plastis (mudah berubah)

• Penghasil energi karena berfungsi untuk respirasi

• Mengandung enzim-enzim yang melakukan oksidasi makanan dan mensintesa ATP untuk energi sel


9NO Gambar organel Terbentuk Peran dan Fungsi4 Ribosom Tersusun atas RNA-ribosom

dan proteinMensintesa protein, protein yang baru di sintesa dikemas dalam satu organel yang dibatasi membran

5 Retikulum Endoplasma • RE kasar, penampung pro-tein yang dihasilkan ribosom

• RE halus, sel-sel kelenjar mengandung lebih banyak RE dibandingkan dengan sel buan kelenjar

• Menampung protein yang disintesis oleh ribosom

• Sintesis lemak dan kolesterol• Menetralkan racun • Transportasi molekul-

molekul dari bagian sel yang satu ke bagian sel yang lain

6 Badan Golgi Berbentuk kantong (saku) pipih berkelok-kelok yang dibatasi membran

• Modifikasi protein dengan menambahkan oligosakari-da

• Membentuk lisosom• Untuk sekresi pada mukosa

7 Lisosom Pembentukan lisosom ada dua macam: pertama diben-tuk secara langsung oleh RE dan kedua oleh Golgi

• Berperan penting dalam matinya sel

• Mencerna makromolekul secara intraseluler

• Sebagai penghasil dan peny-impan enzim pencernaan seluler

8 Sentrosom Berbentuk bintang, terbentuk dari beneng-benang spindle yang menghubungkan kedua kutub

• Mengatur pembelahan sel • Mensintesis mikrotubul silia

dan flagella• Menghasilkan gelondong

pada sel hewan• Sebagai benda kutub dalam

mitosis dan meiosis


10

NO Gambar organel Terbentuk Peran dan Fungsi9 Membran Plasma Tersusun atas molekul lemak,

karbohidrat, dan protein• Pelindung bagian sel agar

sel tidak keluar• Pengatur pertukaran zat

yang keluar masuk ke dalam sel

• Melakukan seleksi dalam atau luar sel

10 Sitoplasma Tersusun atas air, protein, lemak, mineral, dan en-zim-enzim

Sebagai tempat berlangsung-nya metabolism sel

11 Vakuola Berisi garam-garam organik, glikosida, tanin (zat penya-mak), minyak eteris, alkaloid, enzim, butir-butir pati

• Sebagai pengatur tekanan turgor

• Tempat menyimpan cadan-gan makanan, pigmen, minyak astiri dan sisa metab-olism

12 Plastida Bentuk “dewasa” atau bentuk plastid yang belum memben-tuk pigmen

• Tempat berlangsungnya fotosintesis,

• Sintesis asam lemak dan ter-pen yang diperlukan untuk pertumbuhan sel tumbuhan

13 Peroksisom Bentuk dan ukurannya sama seperti lisosom

• Merubah lemak menjadi karbohidrat

• Menghasilkan enzim oksida-tif

• Menghasilkan enzim kata-lase


11NO Gambar organel Terbentuk Peran dan Fungsi14 Mikrotubulus Berbentuk benang silindris,

kaku,yang berfungsi untuk mempertahankan bentuk sel dan sebagai rangka sel

• Membentuk protein tubulin• Penyusun spindle, sentriol,

silia dan flagella• Berperan penting dalam

pembelahan sel

15 Mikrofilamen Berbentuk benang –benang halus, tipis, yang memanjang

Berfungsi pada waktu perger-akan sel sewaktu terjadi pembelahan, sitoplasma dan kontraksi otot


12

a. Struktur dan Fungsi Organel Sel Hewan & Tumbuhan Berikut gambar struktur Sel hewan dan tumbuhan dengan penjelasan fungsinya dibawah.

Gambar 2.11 : Struktur dan fungsi Sel Hewan dan Tumbuhan

1. Dinding sel• Dinding sel hanya terdapat pada sel

tumbuhan• Dinding sel tersusun atas selulosa

yang kuat yang dapat memberikan sokongan, perlindungan dan untuk mengekalkan bentuk sel

• Terdapat liang pada dinding sel untuk membenarkan pertukaran bahan diluar dengan bahan didalam sel

• Dinding sel terdiri dari selulosa (sebagian besar), hemiselulosa, pektin, lignin, kitin, garam karbonat dan silikat dari Ca dan Mg

Fungsi dinding sel :• Memberi bentuk sel• Melindungi bagian sebelah dalam dan

mengatur transportasi zat• Menyokong tumbuhan yang tidaka

berkayu2. Nukleus

• Merupakan inti dari sel, berbentuk

bulat, dibatasi oleh membran sehingga cairan sel bisa keluar masuk

• Secara kimia terdiri dari DNA, RNA dan protein (histon)

• Dalam nukleus terdapat kromosom yang berfungsi untuk pembelahan sel

Fungsi nukleus :• Mengendalikan metabolisme sel• Tempat penggandaan dan transkripsi

DNA• Pengatur pembelahan sel dan

pembawa informasi genetik3. Mitokondria (The Power House)

• Benda bulat berbentuk tongkat mempunyai 2 lapis membran

• Ukurannya 0,2--5 micrometer• Jumlahnya dalam sel berbeda-beda• Terdapat pada sel saraf dan sel otot• Respirasi seluler menghasilkan energi

melalui metabolisme aerob• Lapisan didalamnya berlekuk-lekuk

dan dinamakan krista

Penjelasan Gambar Struktur dan fungsi Sel Hewan dan Tumbuhan


13Fungsi mitokondria :• Mengandung enzim-enzim yang

melakukan oksidasi makanan dan mensintesa ATP untuk energi pada sel

• Tempat terjadinya respirasi sel menghasilkan energi

4. Ribosom (Ergastoplasma)• Bagian paling kecil yang tersuspensi/

tersebar di dlama sitoplasma• Terdapat dalam sel hati kurang lebih

25%• Ada yang melekat di RE (sehingga

menjadikan RE tersebut dinamakan RE kasar dan ada pula yang soliter)

Fungsi ribosom :• Mensintesa protein, protein yang baru

di sintesa dikemas dalam satu organel yang dibatasi membrane

5. Retikulum Endoplasama (RE)• Berbentuk tabung pipih berpasang-

pasangan• Terbagi dua : 1. RE kasar > retikulum

yang pada membrannya menempel ribosom, berfungsi untuk sintesa protein

2. RE halus > tanpa ribosom, berfungsi mensintesa lemak, fosfolipid dan steroid

• Struktur RE hanya dapat dilihat dengan mikroskop elektron

Fungsi Retikulum Endoplasma :• Sebagai alat transportasi zat-zat

didalam sel itu sendiri6. Badan Golgi (Apparatus Golgi =

Diktiosom)• Terdapat pada semua sel tumbuhan

dan hewan• Berbentuk setumpuk saku pipih

berkelok-kelok yang dibatasi membran• Di hasilkan oleh RE halus• Pada sel tumbuhan badan golgi disebut

diktiosom• Organel ini dihubungkan dengan

fungsi ekresi selFungsi badan golgi :

• Memodifikasi protein dengan menambahkan oligosakarida

• Membentuk lisosom

• Untuk sekresi pada mukosa7. Lisosom

• Berbentuk bulat, yang dibatasi oleh membran tunggal

• Dihasilkan oleh apparat golgi yang penuh dengan protein

• Mempunyai enzim hidrolitik untuk pencernaan polisakarida, lipid, asam nukleat & protein

• Salah satu enzimnya yaitu LisozymFungsi lisosom :

• Berperan penting dalam matinya sel• Mencerna makromolekul secara

intraseluler• Sebagai penghasil dan penyimpan

enzim pencernaan seluler• Mencerna materi yang di ambil secara

endositosis• Menghancurkan organel sel lain yang

sudah tidak berfungsi• Menghancurkan selnya sendiri

(autolisis)8. Sentriol/Sentrosom

• Terdapat dalam sitoplasma pada permukaan luar nukleus, yang terdiri dari sebaris silinder sebanyak 9 mikrotubuli

• Sebelum sel membelah, sentriol akan berduplikasi untuk membentuk benda basal, silia, dan flagela

• Struktur berbentuk bintang yang berfungsi dalam pembelahan sel (mitosis maupun meiosis)

Fungsi sentrosom :• Mengatur pembelahan sel dan

pemisahan kromosom selama pembelahan sel pada hewan

• Mensintesis mikrotubul silia dan flagela• Menghasilkan gelendong pada sel

hewan• Sebagai benda kutub dalam mitosis

dan meiosis9. Membran Plasma• Tersusun atas karbohidrat, protein dan

lemakFungsi membran plasma :

• Pelindung bagi sel agar sel tidak keluar


14

• Pengatur pertukaran zat yang keluar masuk ke dalam sel

• Melakukan seleksi dalam atau luar sel (selektif permeabel)

10. Sitoplasma• Merupakan cairan sel dalam sel

(sitosol)• Didalamnya terdapat berbagai organel

selFungsi sitoplasma :• Sebagai tempat berlangsungnya

metabolisme sel11. Vakuola (Rongga Sel)• Berisi garam-garam organik, glikosida,

tanin (zat penyamak), minyak eteris, alkaloid, enzim, butir-butir pati

Fungsi vakuola :• Sebagai pengatur tekanan turgor • Tempat menyimpan cadangan

makanan, pigmen, minyak astiri dan sisa metabolisme

12. Plastida• Mengandung pigmen dan menyimpan

makanan• Memiliki membran rangkap,

berkembang dari proplastida di daerah meristematik

• Macam-macam plastida : > Leukoplas : tidak berwarna sebagai

gudang simpanan makanan, amiloplas (berisi amilum), proteinoplas (protein), elailoplas (berisi minyak dan lemak)

> Kloroplas : berwarna hijau, mengandung klorofil, pigmen karotenoid, berfungsi untuk fotosintesis

> Kromoplas : berwarna merah/kuning, me-ngandung karotenoid (karoten dan xantofil), non fotosintesis

13. Peroksisom (Badan Mikro)• Bentuk dan ukuran sama seperti

lisosom• Mengandung enzim, terutama

katalase, yang mengkatalisisr perombakan H2O2 yang berbahaya pada metabolisme

Fungsi peroksisom :• Merubah lemak menjadi karbohidrat• Menghasilkan enzim oksidatif untuk

membentuk H2O2 untuk merombak lemak

• Menghasilkan enzim katalase untuk mengubah H2O2 menjadi H2O dan O2

14. Mikrotubulus• Berbentuk benang silindris, kaku,

berfungsi untuk mempertahankan bentuk sel dan sebagai rangka sel, terdapat pada hewan dan tumbuh-tumbuhan

Fungsi mikrotubulus :• Membentuk protein tubulin• Penyusun spindel, sentriol, silia &

flagela• Berperan penting dalam pembelahan

sel15. Mikrofilamen

• Berbentuk serat tipis panjang, penampang 5--6 micrometer

• Terdiri dari protein aktin dan miosin (contohnya pada otot)

Fungsi mikrofilamen :• Berfungsi pada pergerakan sel sewaktu

terjadi pembelahan, sitoplasma dan kontraksi otot


156. Pembelahan Sel Pembelahan sel adalah suatu proses dimana material seluler dibagi kedalam dua sel anak. Pada organisme tersebut, yang umumnya dimulai dari satu sel tunggal. Pembelahan sel juga merupakan suatu proses dimana jaringan yang telah rusak diganti dan diperbaiki. Sel mempunyai kemampuan untuk memperbanyak diri dengan melakukan pembelahan. Pada hewan uniseluler cara ini digunakan sebagai alat reproduksi, sedangkan pada hewan multi seluler cara ini digunakan dalam memperbanyak sel somatis untuk pertumbuhan dan pada sel gamet untuk proses pewarisan keturunan hingga akhirnya membantu membentuk individu baru. Ada dua macam pembelahan sel, yaitu pembelahan secara langsung ’amitosis’ dan pembelahan secara tidak langsung ’mitosis dan meiosis’.a. Pembelahan sel pada prokariotik Pada sel prokariotik, materi genetik tersebar didalam suatu badan serupa inti yang tidak dikelilingi oleh membran. Mikroorganisme yang prokariotik, misalnya bakteri dan alga hijau-biru. Proses pembelahan sel pada sel prokariotik berbeda dengan pembelahan sel pada eukariotik. Pada prokariotik pembelahan sel berlangsung secara sederhana yang meliputi proses pertumbuhan sel, duplikasi materi genetik, pembagian kromosom, dan pembelahan sitoplasma yang didahului dengan pembentukkan dinding sel baru. Proses pembelahan yang demikian dinamakan amitosis. Amitosis adalah pembelahan sel secara langsung tanpa melibatkan kromosom, contohnya pada sel bakteri.

Ciri-ciri sel prokariotik adalah bahan genetik (DNA) tidak terstruktur dalam bentuk nukleus, DNA terdapat pada nukleolit yang tidak terselubungi oleh membran. Secara umum sel prokariotik memiliki ukuran yang lebih kecil dibandingkan dengan sel eukariotik. Setiap prokariotik merupakan sel tunggal, tetapi akan sering terlihat dalam tipe rantai, agregat, atau kelompok sel yang jumlahnya ratusan.b. Pembelahan sel pada eukariotik Pada sel-sel eukariotik, hal pembagian material genetik secara persis sama adalah lebih kompleks. Sebuah sel eukariotik mengandung kira-kira 1000 kali lebih banyak DNA dibanding sebuah sel prokariotik. Disamping itu, DNA ini berbentuk linea, membentuk sejumlah kromosom yang jelas berbeda. Sebagai contoh, sel-sel somatik (tubuh) manusia mempunyai 46 kromosom,

Gambar 2.12 : Amuba membelah sel

Gambar 2.13 : Ganggang hijau biru, mikroorgan-isme yang prokariotik

Gambar 2.14: Protozoa, mikroorganisme yang eukariotik


16

masing-masing berbeda satu sama lainnya. Pada saat sel-sel ini membelah, setiap sel anak harus menerima satu duplikat dan hanya satu dari setiap 46 kromosom. Disamping itu, sel-sel eukariotik mengandung berbagai macam organela dan ini juga harus dibagi sec ara merata diantara sel-sel anak. Pada sel eukariotik memiliki inti sel yang sangat kompleks dengan selubung inti yang terdiri dari dua membran. Sel-sel pada tubuh hewan dan tumbuhan termasuk dalam golongan sel eukariotik. Mikroorganisme yang eukariotik, misalnya protozoa, protista, dan semua jamur.c. Siklus sel Sel-sel mengalami pembelahan melalui serangkaian proses yang terjadi berulang kali darin pertumbuhan ke pembelahan, yang dikenal sebagai siklus sel, siklus sel terdiri atas lima fase utama : G1, S, G2, mitosis, dan sitokinesis. Durasi (lamanya) masing-masing fase dari siklus ini berfariasi dari beberapa jam sampai beberapa hari, bergantung dari tipe sel dan faktor-faktor luar seperti suhu dan nutrisi yang tersedia. Siklus sel merupakan serangkaian kejadian dengan urutan tertentu berupa duplikasi kromosom sel dan organel didalamnya yang mengarah ke pembelahan sel. Pada eukariotik (sel bernukleus), proses perbanyakan atau sintesis bahan genetik terjadi sebelum berlangsungnya proses pembelahan sel, mitosis atau meiosis. Sel yang mempunyai kemampuan membelah adalah sel “muda” atau sel immature yang belum memiliki fungsi tertentu. Pada kondisi lingkungan yang mendukung sel akan memasuki siklus sel dan menghasilkan 2 sel identik. Sel yang tidak lagi membelah akan keluar dari siklus dan berdeferensiasi menjadi sel yang mature dengan struktur dan fungsi tertentu. Pada dasarnya siklus sel terdapat 2 fase utama yaitu fase S (DNA sintesis) dan fase M (Mitosis). Pada fase S terjadi duplikasi kromosom, organele dan protein interseluler dan pada fase M terjadi pemisahan kromosom dan pembelahan sel. Sebagian besar sel memerlukan waktu ekstra untuk proses sintesis sehingga pada siklus sel terdapat ekstra fase Gap yaitu Gap 1 antara fase M dan fase S serta Gap 2 antara fase S dan Mitosis. Hal ini mendasari pembagian fase menjadi 4 fase yaitu Fase G1, Fase S, Fase G2 (ketiganya disebut Interfase) dan fase M (mitosis dan sitokinesis). Interfase adalah fase istirahat, sel ini sebenarnya sangat aktif secara biokimia walaupun terlihat tidak ada perubahan morfologi (waktu lama, 23 jam dalam 1 siklus 24 jam). M phase (mitosis) merupakan inti dari siklus sel dan secara morfologi terjadi perubahan yang jelas teramati berupa kromosom yang tertarik ke kutub, sitogenesis dan akhirnya sel terbagi menjadi dua (waktu cepat, 1 jam dalam 1 siklus 24 jam). Fase Gi dan G2 bukan hanya sebagai ekstra waktu proses sintesis namun juga berperan sebagai ekstra waktu bagi sel untuk memonitor kondisi lingkungan internal dan eksternal sebelum masuk ke fase S dan M. Jika kondisi lingkungan tidak mendukung maka sel berhenti berprogress pada G1 dan bahkan memasuki kondisi resting state pada Go (G zero). Go ini dapat berlangsung selama berhari-hari, bertahun-tahun atau sampai sel mati. Jika kondisi lingkungan mendukung dan terdapat sinyal untuk tumbuh maka sel akan memulai proses pada suatu titik akhir G1 yang disebut titik “Start”. Setelah melalui titik ini sel akan mulai masuk fase S ditandai dengan Replikasi DNA yang terus berlangsung bahkan walau signal pertumbuhan dan pembelahan sudah tidak ada.

Gambar 2.15 : 5 Fase Utama Siklus Sel


17d. Bagian Tipe Pembelahan Sel1) Amitosis Adalah pembelahan inti secara langsung diikuti dengan pembelahan sitoplasma. Proses pembelahan sel pada sel prokariotik berbeda dengan pembelahan sel pada eukariotik. Pada prokariotik pembelahan sel berlangsung secara sederhana yang meliputi proses pertumbuhan sel, duplikasi materi genetic, pembagian kromosom, dan pembelahan sitoplasma yang didahului dengan pembentukan dinding sel baru. Proses pembelahan yang demikian dinamakan amitosis, amitosis adalah pembelahan sel secara langsung tanpa melibatkan kromosom, contohnya pada sel bakteri. Kromosom hasil duplikasi, awalnya akan menempel pada membrane plasma. Selanjutnya, akan terjadi pertumbuhan antara dua tempat perlekatan kromosom untuk melakukan pemisahan materi inti. Kemudian akan terjadi sitokenesis yang diikuti dengan terbentuknya dinding sel baru hingga dua sel anakan terbentuk, pembelahan yang demikian juga sering disebut dengan pembelahan biner (binary fision) atau pembelahan sel secara langsung.

2) Mitosis Mitosis adalah proses pembagian genom yang telah digandakan oleh sel ke dua sel identik yang dihasilkan oleh pembelahan sel. Mitosis umumnya diikuti sitokinesis yang membagi sitoplasma dan membran sel. Proses ini menghasilkan dua sel anak yang identik, yang memiliki distribusi organel dan komponen sel yang nyaris sama. Mitosis dan sitokenesis merupakan fasa mitosis (fase M) pada siklus sel, di mana sel awal terbagi menjadi dua sel anakan yang memiliki genetik yang sama dengan sel awal. Hasil utama dari mitosis adalah pembagian genom sel awal kepada dua sel anakan. Genom terdiri dari sejumlah kromosom, yaitu kompleks DNA yang berpilin rapat yang mengandung informasi genetik vital untuk menjalankan fungsi sel secara benar. Karena tiap sel anakan harus identik secara genetik dengan sel awal, sel awal harus menggandakan tiap kromosom sebelum melakukan mitosis. Proses penggandaan terjadi pada pertengahan intefase, yaitu fase sebelum fase mitosis pada siklus sel. Setelah penggandaan, tiap kromosom memiliki kopi identik yang disebut sister chromatid, yang berlekatan pada daerah kromosom yang disebut sentromer. Sister chromatid itu sendiri tidak dianggap sebagai kromosom. Mitosis adalah cara reproduksi sel dimana sel membelah melalui tahap-tahap yang teratur, yaitu Profase -Metafase-Anafase-Telofase. Antara tahap telofase ke tahap profase berikutnya terdapat masa istirahat sel yang dinarnakan Interfase (tahap ini tidak termasuk tahap pembelahan sel). Pada tahap interfase inti sel melakukan sintesis bahan-bahan inti.

Gambar 2.16 : pembelahan sel amitosis pada bakteri


18

Proses mitosis secara konvensional dibagi 6 fase yaitu interfase, profase, prometafase, metafase, anafase, dan telofase (awal dan akhir). Profase biasanya merupakan fase terpanjang, dengan mengambil waktu kurang lebih 60 % dari keseluruhan waktu yang dibutuhkan dalam mitosis. Selama pembelahan mitosis yang berlangsung pada sel hewan dan sel tumbuhan.

Hasil mitosis :1) Satu sel induk yang diploid (2n) menjadi 2 sel

anakan yang masing-masing diploid.2) Jumlah kromosom sel anak sama dengan jumlah

kromosom sel induknya.

• Terjadi di sel kelamin • Jumlah sel anaknya 4 • Jumlah kromosen 1/2 induknya • Pembelahan terjadi 2 kali

Meiosis hanya terjadi pada fase reproduksi seksual atau pada jaringan nuftah. Pada meiosis, terjadi perpasangan dari kromosom homolog serta terjadi pengurangan jumlah kromosom induk terhadap sel anak. Disamping itu, pada meiosis terjadi dua kali periode pembelahan sel, yaitu pembelahan meiosis I dan pembelahan meiosis II.

Hasil meiosis :1) Satu sel induk yang diploid (2n) menjadi 4 sel

anakan yang masing-masing haploid (n).2) Jumlah kromosom sel anak setengah dari jumlah

kromosom sel induknya.3) Pembelahan meiosis hanya terjadi pada sel-sel

gamet seperti sperma dan ovum .Tujuan pembelahan sel secara tidak langsung yaitu:

1. mitosis : regenerasi2. miosis : mengurangi kromosom (2n 46xx/xy

diploid menjadi 1n 23x/y haploid).

Gambar 2.16 : Hasil pembelahan sel mitosis

Gambar 2.17 : Hasil pembelahan sel meiosis

3) Meiosis Meiosis adalah salah satu cara sel untuk mengalami pembelahan. Ciri pembelahan secara meiosis adalah:


19e. Penyebab Diferensiasi• Polaritas pada saat pembelahan sel tidak merata. Perbedaan tersebut disebabkan

karena penyebaran senyawa tertentu di dalam plasma tidak merata. Pada kutub yang satu konsentrasinya rendah, sedangkan di kutub yang lain konsentrasinya tinggi.

• Pembelahan sel tidak setara . Dinding pemisah sel terbentuk tidak ditengah-tengah sehingga dihasilkan 2 sel yang tidak sama besar. Awal yang tidak sama dari 2 sel anakan ini tentu menyebabkan perbedaan aktivitas metabolisme sehingga salah satu sel anak dapat membelah lagi sedangkan yang lain tidak mampu lagi.

• Letak sel dalam jaringan. (digunakan dalam teknik kultur jaringan). • Faktor Hormon. Diperlukan dalam jumlah sedikit, karena tidak berpengaruh secara

langsung dan kerjanya relatif lambat. • Faktor lingkungan (cahaya, suhu, ketersediaan air, oksigen, dll).

Semua sel yang telah mengalami diferensiasi, asal masih hidup bersifat totipotens. Artinya : bila lingkungan sesuai dapat tumbuh membentuk individu baru. Khusus dalam kaitannya dengan diferensiasi sel pada hewan atau manusia, setelah zigot terbentuk akan berkembang menjadi morula dan kemudian berkembang lagi menjadi blastula. Blastula kemudian akan berkembang lagi mejadi gastrula. Pada tahap gastrula ini lah akan terbentuk 3 lapisan baru yaitu : Ektoderm, Mesoderm, dan Endoderm. Ektoderm akan berdiferensiasi menjadi kulit, rambut, sistem saraf dan alat indera. Mesoderm akan berdiferensiasi menjadi otok, rangka, alat reproduksi, alat peredaran darah dan alat ekskresi. Sedangkan endoderm akan berdiferensiasi menjadi alat pencernaan dan alat pernapasan seperti paru-paru.


20

Sel merupakan cikal bakal mahluk hidup. Yang tentu saja memiliki peranan serta fungsi penting dalam setiap mahluk hidup. Banyak ilmuan yang meneliti mengenai sel, Karena memang sel merupakan salah satu kajian ilmu terpenting di dalam biologi. Sel terdiri dari organel-organel sel yang mempunyai fungsi dan cirri khas masing-masing demi kelangsungan fungsi sel. Sel melakukan reproduksi layaknya makhluk hidup. Baik secara amitosis, mitosis, meiosis. Banyak sekali kegunaan reproduksi ini seperti, pada sel meristem tumbuhan berfungsi untuk pertumbuhan, sedangkan pada sel epitel manusia untuk menggantikan sel-sel yang rusak atau sudah tua dan lainnya.

Rangkuman

EvaluasiFormatif

1. Istilah omnis cellula e cellula atau setiap sel berasal dari sel. Merupakan pendapat yang dikemukakan oleh...

a) Robert Hooke; b) Antonie Van Leeuwenhoek c) Rudolf Virchow d) Robert Brown e) Schleiden dan schwann 2. Sel yang telah memiliki membran inti

disebut… a) Sel Eukariot b) Sel Prokariot ; c) Sel Hewan d) Sel Tumbuhan e) Sitosol 3. Inti sel berfungsi sebagai... a) Sintesis protein; b) Transportasi zat c) Respirasi d) Pembawa sifat keturunan e) Sekresi 4. Organel sel yang memiliki fungsi

sebagai alat transportasi zat dari luar sel ke dalam sel atau sebaliknya, adalah...

a) Ribosom b) Lisosom c) Vakuola d) Mitokondria e) Membran sel ;

5. Organel sel yang hanya dimiliki sel tumbuhan yaitu, kecuali...

a) Dinding sel b) Sentriol ; c) Kloroplas d) Nukleus e) Ribosom 6. Ribosom berfungsi sebagai… a) Sekresi b) Respirasi c) Sintesis protein ; d) Pembawa sifat keturunan e) Transportasi zat 7. Sel tumbuhan memiliki bentuk sel yang

tetap dan terstruktur karena memiliki.... a) Dinding sel ; b) Sentriol c) Ribosom d) Lisosom e) Nukleus 8. Organel sel yang berfungsi

menghancurkan organel sel lain yang sudah tidak berfungsi yaitu…

a) lisososm; b) Sentrososm c) Kromosom d) Osmosom e) Ribosom


219. Transportasi zat dari larutan

berkonsentrasi rendah ke larutan berkonsentrasi tinggi melalui membran selektif permeabel disebut...

a) Fagositosis b) Pinositosis c) Eksositosis d) Osmosis ; e) Difusi

10. Tranportasi molekul yang menuruni gradien konsentrasi dengan menggunakan energi berupa ATP disebut...

a) Endositosis b) Pinositosis c) Transpor pasif d) Transpor aktif ; e) Eksositosis

Kunci Test formati. 2. 1.A. 2.B. 3.A. 4.E. 5.B 6.C. 7.A. 8.A. 9.D. 10.D.

1. Tulislah perbedaan antara sel tumbuhan dan sel hewan: 2. Tulislah perbedaan antara mitosis dan meiosis 3. Lakukan pengamatan sel gabus

TugasMandiri

Jawaban 1: Perbedaan Sel Tumbuhan dan Sel HewanNo Pembeda Sel Hewan Sel Tumbuhan1 Dinding sel Tidak ada Ada2 Kloroplast Tidak ada Ada3 Lisosom Ada Tidak ada4 Sentriol Ada Tidak ada5 Vakuola Kecil dan banyak Besar dan sedikit6 Plasmodesmata Tidak ada Ada

Jawaban 2: Perbedaan Mitosis dan MeiosisNo Pembeda Mitosis MeiosisNo Pembeda Mitosis Meiosis1 Tempat Terjadi pada sel tubuh Terjadi pada gonad2 Sel anak yang dihasilkan Dari 1 sel induk dihasilkan 2 sel Dari 1 sel induk dihasilkan 4 sel3 Jumlah kromosom Kromosom sel anak sama den-

gan indukKromosom sel anak separuh dari sel induk

4 Pembelahan Terjadi 1 kali pembelahan dan diantara 2 mitosis ada interfase

Terjadi 2 kali pembelahan tanpa ada interfase

5 Susunan materi genetik susunan

Sama dengan induk Berbeda dengan induk,karena proses crossing over

6 Crossing over (pindah silang)

Tidak ada Ada, yaitu pada tahap profase 1


22

Kegiatan Pengamatan Sel Gabus

Tujuan : Mengamati Bentuk sel-sel gabus

Alat dan Bahan : 1. Mikroskop2. pisau silet3. pinset4. kaca benda dan penutupnya5. pipet tetes6. air7. gabus tutup termos air atau gabus batang singkong (bagian tengah batang singkong)

Cara Kerja :1. irislah gabus kayu berkali-kali, dengan menggunakan silet yang tajam hingga di

...dapatkan irisan yang sangat tipis dan transparan2. Letakkan irisan gabus kay tersebut tersebut diatas kaca benda3. Tambahkan satu tetes air dan tutup dengan kaca penutup 4. Amati preparat dibawah mikroskop dengan perbesaran lemah, kemudian

...pembesaran kuat5. Gambar dan amati bagian-bagian yang tampak di bawah mikroskop

Pertanyaan!1. Berdasarkan hasil pengamatanmu pada preparat irisan gabus, bagaimanakah

...bentuk sel gabus?2. Apakah sel gabus memiliki inti sel atau nukleus? Jelaskan jawabanmu!3. Bagian-bagian apa saja yang dapat di amati dengan mudah dari preparat gabus?4. Mengapa sel gabus disebut juga sel mati? jelaskan jawabanmu!5. Bandingkan gambar hasil pengamatanmu dengan gambar dibawah ini, apakah

...terdapat perbedaan?6. Rumuskan kesimpulanmu tentang percobaan ini!


23

1. Aryulina,Diah.2006.Biologi 3.Erlangga:Jakarta2. Campbell,N.A,J.Reece,&L.G.Mithchell(2005).Biologi ,Edisi 5,jilid 1,2,3 Terjemahan dari

Biology 5th ed,oleh Manalu W.,Erlangga, Jakarta3. Irianto K(2004),Struktur dan fungsi tubuh maanusia,Yrama Widya;Jakarta.4. Juwono and A. Julva (2003),Biologi Sel,EGC.Jakarta5. Karmana,Oman.2008.Cerdas Belajar Biologi. Grafindo : Bandung6. Subowo (1995). Biologi Sel,Angkasa;Bandung

DaftarPustaka


24

Hak Cipta Kementrian Republik Indonesia Bekerjasama DenganAustralia Indonesia for Health Systems Strengthening (AIPHSS)

2015

m 1 kb2 biologi sel

Healthcare