LAPORAN PRAKTIKUM
MEIOSIS PADA BUNGA BAWANG
Di
Susun oleh :
Kelompok
3
Tina
Novasari 1111016100046
Dessy
Amalia 1111016100062
Veronica
Ribka Holia 1111016100066
Nor
hidayati 1111016100067
Tommy
Hidayat 1111016100082
Indah
El Karim 1111016100085
PROGRAM
STUDI PENDIDIKAN BIOLOGI
JURUSAN
ILMU PENGETAHUAN ALAM
FAKULTAS
ILMU TARBIYAH DAN KEGURUAN
UNIVERSITAS
ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA
2012
A. Tujuan
Setelah
selesai melakukan pengamatan, mahasiswa diharapkan mampu :
1.
Menentukan
tahapan meiosis yang terjadi selama mikrosporogenesis pada bunga bawang (Allium sp.).
2.
Membuat preparat meiosis dari anther dengan metode squash dan pewarnaan acetocarmine.
B. Dasar Teori
Perkembangan individu baru dimulai saat terjadi
fertilisasi yaitu peleburan dua sel gamet yaitu ovum dengan spermatozoa. Gamet
dihasilkan pada proses gametogenesis dari kedua induknya. Selama gametogenesis terjadi pembelahan
meiosis. Meiosis adalah pembelahan sel yang terjadi karena pengurangan jumlah
kromosom dari keadaan diploid (2n) menjadi haploid (n). Proses meiosis terdiri
atas dua pembelahan sel yang berurutan yaitu tahap meiosis I dan meiosis II
tanpa diseling interfase. Pembelahan meiosis ini
memiliki sifat-sifat berikut:
1. Pembelahan berlangsung dua kali.
2. Jumlah sel anak yang dihasilkan adalah 4 buah.
3. Jumlah kromosom sel anak adalah setengah dari jumlah kromosom induk,
yaitu n (haploid).
4. Sifat sel anak berbeda dengan sel induknya.
5. Terjadi pada sel kelamin (sel gamet).
6. Tujuan pembelahan meiosis yaitu agar generasi berikutnya
mempunyai jumlah kromoson tetap. (Sri Badiati, 2007)
Pembelahan meiosis lebih kompleks dibandingkan pembelahan
mitosis, karena terjadi dua kali siklus pembelahan. Pada meiosis terjadi
perpasangan kromosom homolog dan segregasi kromosom secara bebas. Meiosis dapat dipandang sebagai dua siklus
yang amat termodifikasi dan berlangung secara berurutan. Dalam satu siklus
meiosis terjadi satu kali replikasi DNA dan dua kali pembelahan sitoplasma
sehingga akan dhasilkan empat produk haploid yang tak satu pun identik secara
genetik.
Pada proses pembelahan meiosis
I terjadi beberapa tahap berikut:
a.
Tahap
Profase 1
Tahap profase pada meiosis berbeda dengan mitosis, yaitu
bahwa kromosom-kromosom homolog membentuk pasangan, yang dinamakan bivalen.
Proses berpasangannya kromosom homolog dinamakan sinapsis. Kemudian setiap
anggota bivalen membelah memanjang, sehingga terbentuklah 4 kromatid. Ke empat
kromatid padad satu bivalen dinamakan tetrad. Selama sinapsis, dapat terjadi
pindah silang (crossing
over), yaitu peristiwa penukaran segmen
dari kromatid-kromatid dalam sebuah tetrad. Pada tahap ini terjadi lima proses: (Priadi Arif, 2002)
1.
Leptoten
Leptoten merupakan tahap pengumpulan kromosom. Pada tahap ini terjadi
proses-proses berikut:
a. Kromonemata merenggang
dan kelihatan sebagai benang- benang halus.
Kromomernya menjadi kelihatan dan serabutnya mungkin telah mengganda
tetapi tidak kelihatan. Biasanya nukleolus dan selaput inti masih ada.
b. Filamen protein mulai terbentuk secara
lateral dan kemudian melekat pada sentromer.
Gambar
Tahap Leptoten
2.
Zigoten
Zigoten merupakan tahap kromosom memendek dan berpasangan (sinapsis). Pada
tahap ini terjadi proses-proses berikut:
a.
Kromosom
homolog saling tarik-menarik dan mulai berpasangan (sinapsis).
b.
Peristiwa
ini merupakan perbedaan yang jelas antara meiosis dan mitosis. Pasangan kromosom homolog itu
disebut bivalen.
c.
Diduga
kromosom homolog berdekatan satu dengan yang lain selama interfase.
Replikasi DNA terjadi selama interfase dan terbentuk kromatid. Pada leptoten
terbentuk serabut protein sebagai elemen lateral yang kemudian melekat pada
kromatid. Struktur ini disebut synaptinemal kompleks. Ternyata elemen lateral
ini saling menarik dan melekatkan kromosom menjadi satu.
d. Sinapsis ini memungkinkan pertukaran
bahan genetik dari kromosom induk dan kromosom bapak.
Gambar
Tahap Zigoten
3. Tahap pakhiten
Tahap pakhiten merupakan tahap
akhir dari proses berpasangan. Pada tahap ini terjadi prosesproses berikut:
a. Kromosom makin pendek karena
makin berpilin.
b. Masing-masing bivalen
menjadi dua dan terlihat empat benang yang disebut tetrad.
c. Terjadi pindah silang
dengan pertukaran timbal balik antara bagian kromosom homolog.
Beberapa sintesis DNA tetap berlangsung yang mungkin ada
hubungannya dengan pindah silang.
Gambar Tahap Pakhiten
4.
Tahap
Diploten
Pada tahap diploten terjadi proses kromosom yang
berpasangan mulai memisah. Pada tahap ini terjadi proses-proses
antara lain:
a. pemendekan kromosom
berlangsung terus.
b. mulai terjadi pemisahan
pasangan kromosom.
c. bukti terjadinya pindah
silang ialah pembentukan kiasma yang terlihat sebagai bentuk silang
dari lengan kromosom, pemisahan gen terdapat pada kromosom yang sama.
d. synaptinemal kompleks kemudian
terlepas dari kromatid.
Gambar Tahap Diploten
5.
Tahap Diakines
Pada tahap
diakinesis terjadi proses-proses berikut:
a. Pemendekan kromosom
mendekati maksimum.
b. Kiasmata mendekati ujung
dan jumlahnya makin berkurang.
c. Benang gelendong mulai
terbentuk dan selaput inti mulai hilang.
Gambar
Tahap Diakines
b.
Tahap
Metafase I
Pada tahap metafase terjadi
proses-proses berikut.
1. Benang gelendong menjadi teratur dan
beberapa benang melekat pada sentromer.
2. Sentromer dari bivalen terdapat pada
bidang metafase yang merupakan pasangan kromosom, bukan merupakan kromosom
tunggal seperti pada metafase dari mitosis.
3. Berderetnya bivalen ini secara
rambang, dalam hubungannya dengan kromosom yang berasal dari pihak ayah
dan pihak ibu. Pengaturan kromosom pada metafase ini adalah akibat
pengaruh genetik.
c. Tahap Anafase I
Pada tahap anafase I terjadi
tahap-tahap berikut.
1. Pemisahan kromosom homolog selesai
kemudian kromosom bergerak ke arah kutub yang berlawanan. Sentromer tidak membelah
dan bagian kromosom yang tertukar bergerak bersama di mana bagian itu
baru saja melekat. Masing-masing kromosom sekarang mempunyai
dua kromatid.
2. Pengaturan kromosom homolog dan perpindahannya
ke arah kutub benang gelendong ini secara kebetulan dan merupakan dasar
hukum pemisahan bebas dan segresi dari Mendel. Apabila gen dominan
dan resesif pada satu pasang kromosom homolog diberi simbol A dan a, maka
gen-gen ini akan memisah ke kutub yang berlawanan. Apabila gen dominan dan
resesif pada satu pasang kromosom homolog lain diberi simbol B dan b, maka
kedua pasang gen itu akan memisah secara bebas.
d.
Telofase
I
1. Telofase merupakan tahap yang
terjadi proses-proses berikut :
Telah terjadi reduksi jumlah kromosom (haploid). Masing-masing kromosom ini
terdiri dari dua kromatid.
2. Tahap ini sangat berbeda-beda antara
spesies satu dengan yang lain. Pada beberapa sel tanaman terbentuk selaput inti
dan nukleolus muncul kembali, sedang pada yang lain tidak terbentuk
selaput inti. Replikasi DNA tidak terjadi lagi, tetapi sintesis protein
dapat berlangsung terus.
Tahap
pembelahan meiosis II terdiri
atas tahap-tahap berikut:
a.
Profase
II
Pada tahap profase II terjadi proses-proses
antara lain:
1. kromosom
menjadi pendek dan tebal kemudian menjadi kelihatan lagi;
2. kromosom-kromoson ini mulai bergerak
ke bidang metafase.
b.
Tahap
Metafase II
Pada tahap metafase II ini terjadi
proses-proses antara lain:
1.
kromosom kelihatan, terdiri atas
dua kromatid;
2. penyebaran kromatid ke arah kutub secara
rambang;
3. sentromer melekat pada benang gelendong;
4
sentromer mulai membelah.
c.
Tahap
Anafase II
Pada tahap anafase II ini terjadi
proses antara lain:
1. sentromer dari masing-masing kromosom
telah membelah dan kromatid telah memisah dan menjadi satu kromosom;
2. kromosom baru itu bergerak menuju
kutub.
d.
Tahap
Telofase II
Pada tahap telofase II ini
terjadi proses antara lain:
1. selaput inti terbentuk mengelilingi empat hasil pembelahan;
2. bentuk kromosom tidak jelas;
3. masing-masing inti mengandung
satu anggota dari pasangan kromosom, keadaan
haploid;
4. terjadi modifikasi sel lebih lanjut
untuk menghasilkan gamet.
Gambar-gambar
proses msiosis I dan II rujukan dari internet
1. Interfase (G1, S, G2) 2. Profase I
3. Profase I 4. Profase I: Cromosómas Homólogos
seaparean (tétradas).
5. Profase I:
6. Profase
I
.
7. Metafase I 8. Anafase I
9. Telofase I 10. Interfase
.
11.
Profase 2 12.
Profase 2
13. Metafase 2. . 14.
Anafase 2.
.
15. Telofase 2.
1. Mikroskop 2.
Asetocarmyne 3. Kaca
Preparat 4.Kaca Penutup
5. Silet 6.Lampu
spirtus 7. Korek 8. Scalpel
9. Pinset 10. Bunga Bawang (Allium sp)
D.
LangkahKerja
:
1. Kuncup
bunga berbagai ukuran dari Allium sp.
di fiksasi dengan larutan farmer selama 24 jam
2. Simpan
kuncup bunga tersebut didalam kaca arloji (3 buah) kemudian tambahkan asam
asetat 1M dan tunggu selama 30 menit
3. Setelah
itu, buka kuncup bunga dan ambil antheranya, pindahkan ke kaca obyek.
4. Tetesi
dengan acetocarmine dan lakukan diatas nyala api lampu spirtus (jangan sampai
mendidih), bila perlu tambahkan lagi acetocarmine nya (jangan sampai kering)
5. Tutup
sediaan tersebut dengan kaca penutup dan squash atau tekan sambil didorong ibu
jari.
6. Amati
dengan mikroskop sampai perbesaran maksimum untuk setiap ukuran bunga.
E.
Hasil
Pengamatan
Telofase II
(10X40/0,65)
F.
Pembahasan
Pada
tahap awal praktikum, sediaan kuncup bunga bawang direndam dengan larutan
farmer yang bertujuan
untuk menghentikan proses pembelahan meiosis agar kromosom dapat diamati saat
bunga itu dipetik atau pada saat sel telur diambil (proses fiksasi). Lalu
fungsi dari alcohol 70% adalah untuk mempertahankan kondisi benang sari dan
asam asetat berfungsi untuk melunakan dinding sel agar mudah diamati serta
pewarna acetocarmine yang berfungsi agar preparat mudah untuk diamati tahap
demi tahapnya.
Pada praktikum meiosis ini digunakan
bunga bawang karena bunga bawang merah
merupakan bunga majemuk berbentuk tandan yang bertangkai dengan 50-200 kuntum
bunga. Pada ujung dan pangkal tangkai mengecil dan dibagian tengah menggembung,
bentuknya seperti pipa yang berlubang didalamnya. Tangkai tandan bunga ini
sangat panjang, lebih tinggi dari daunnya sendiri dan mencapai 30-50 cm. Bunga
bawang merah termasuk bunga sempurna yang tiap bunga terdapat benang sari dan
kepala putik. Berikut klasifikasinya:
Kingdom
|
:Plantae
|
Subkingdom
|
:Tracheobionta
|
Superdivisio
|
:Spermatophyta
|
Divisio
|
:Magnoliophyta
|
Klas
|
:Liliopsida
|
Sub-klas
|
:Liliidae
|
Ordo
|
:Liliales
|
Familia
|
|
Genus
|
|
Spesies
|
|
Berdasarkan
hasil pengamatan dibawah mikroskop dengan perbesaran lensa 10X40/0,65 maka
diperoleh hasil seperti pada gambar diatas yaitu tahap Telofase II, hal ini
ditunjukan dengan kromatid yang sampai di kutub telah berubah menjadi
benang-benang kromatin, membrane inti dan nucleolus terbentuk kembali,
berlangsungnya sitokinesis II yaitu pada bidang pembelahan terbentuk sekat yang
membagi sitoplasma menjadi dua bagian (terbentuknya dinding inti) dan diakhiri
dengan terbentuknya 4 sel anak yang jumlah kromosomnya setengah dari sel induk
(haploid) yang berbeda secara genetik. Dapat dibandingkan tahapan telofase II
yang kami dapat dari hasil praktikum dengan rujukan gambar dari internet,
terlihat gambar yang hampir sama.
Agar lebih
memahami materi, pembahasan selanjutnya adalah gametogenesis. Gametogenesis adalah pembelahan meiosis yang menghasilkan sel-sel
kelamin (gamet). Gametogenesis yang terjadi pada sel hewan dan
manusia dikenal sebagai spermatogenesis dan oogenesis. Spermatogenesis
merupakan proses pembentukan sel sperma. Spermatogenesis menghasilkan 4 sel
sperma dari 4 sel anakan pembelahan meiosis. Oogenesis hanya menghasilkan 1 sel telur dari 4 kemungkinan sel
anakan. Dalam hal ini, 3 sel anakan lainnya mengalami degenerasi dan hancur. Gametogenesis pada sel tumbuhan dikenal sebagai
mikrosporogenesis (proses pembentukan sel kelamin jantan) dan makrosporogenesis
(proses pembentukan sel kelamin betina).
Mikrosporogenesis adalah proses pembentukan serbuk sari (mikrospora) di
dalam kepala sari (anthera). Di dalam kepala sari terdapat sel induk
serbuk sari yang
diploid (2n).Sel induk serbuk sari ini disebut mikrosporosit. Sel induk serbuk
sari mengalami pembelahan meiosis menghasilkan empat mikrospora yang bersifat
haploid (n) dan masih menyatu. Sedangkan megasporogenesis adalah proses
pembentukan kandung lembaga di dalam bakal biji (ovulum). Di dalam bakal biji
terdapat sebuah sel induk megaspora yang bersifat diploid. Induk megaspora ini
disebut megasporosit. Di dalam bakal biji, sel induk mengalami meiosis sehingga
menghasilkan empat megaspora yang masing-masing haploid.
Pembelahan meiosis ini menjadi penting karena
dapat mempertahankan jumlah kromosom suatu individu tetap diploid. Artinya,
ketika terjadi peleburan sel kelamin jantan dan betina yang masing-masingnya
haploid, akan terbentuk individu diploid. Hasil
akhir dari meiosis biasanya tidak langsung berupa gamet, melainkan memerlukan
sedikit waktu untuk berkembangn menjadi gamet. Proses ini disebut maturasi.
Kami merasa hasil yang kami dapatkan
pada praktikum ini tidak maksimal walaupun kami mendapatkan hasil telofase II
karena seharusnya tahapan demi tahapan dapat kami amati dengan baik agar kami
bisa lebih memahami materi ini. Ketidaksempurnaan hasil yang didapat pada
praktikum ini sangat dipengaruhi oleh banyak hal diantaranya alat-alat yang digunakan
dan proses pembuatan squash yang tidak maksimal. Waktu pengambilan sampel juga
berpengaruh terhadap fase yang akandiamati. Jika sampel diambil beberapa menit atau detik sebelum melakukan praktikum kemugkinanfase akan lebih mudah untuk dilihat karena proses metabolisme. Namun jika pengambilan sampel dilakukan dalam waktu yang
lama sebelum praktikum dilakukan, misalnya pengambilan saat pagi hari
sedangkan praktikum dimulai siang hari, kemungkinan proses metabolisme sel sudah terhenti sehingga sel tersebut mati. Jika
demikian pada saat praktikum fase yang dicari tidak dapat ditemukan karena sel
sudah mati. Keberhasilan pengamatan mikroskopis tersebut
dipengaruhi oleh beberapa hal diantaranya jaringan yang digunakan (lebih baik
menggunakan jaringan yang muda), stadia pembelahan (gunakan jaringan meristem
yang selalu membelah), mekanisme pewarnaan (menggunakan acetocarmine dengan
konsentrasi yang berbeda), serta tebal tipisnya preparat. Kami masih dalam
tahap pembelajaran, akan terus berusaha sebaik mungkin untuk memenuhi tujuan
praktikum tersebut.
G.
Pertanyaan
dan Tugas (diskusi)
1. Gambarkan masing-masing tahapan meiosis sesuai pengamatan
saudara.
Jawab:
Telofase II
2. Pada tahap mana terjadinya fase leptonema, pachynema,
diplonema, dan diakinesis?
Jawab
: Pada tahap profase I
3. Apa perbedaan leptonema dengan pachynema?
Jawab :
·
Leptonema
: Kromosom
mulai tampak makin jelas sebagai benang panjang dengan penebalan pada beberapa
tempat karena kromomer (chromommer). Kromosom terdiri atas 2 kromatid yang
belum tampak dengan Mikroskop Cahaya.
·
Pachynema
: Pasangan
kromosom sudah sempurna kemudian diikuti oleh kontraksi hingga kromosom
memendek dan tampak lebih tebal. Walaupun pada tahap ini sudah mulai tampak
kromatid, tetapi inti sel tampak secara keseluruhan memiliki setengah jumlah
kromosom semula. Namun demikian “Khromosom” masing-masing memiliki 2 buah
sentromer. Pada tahap ini terjadi pertukaran segmen kromatid dari
kromosom-homolog ( crossing over). Pachynema merupakan tahapan yang paling lama
dalam profase bahkan dapat berlangsung berhari-hari, berminggu-minggu atau
bertahun-tahun.
4. Dapatkah saudara melihat adanya chromomere pada
leptonema?
Jawab
: Kami tidak dapat melihat suatu kromomer pada tahap leptonema, karena
mikroskop yang kelompok kami gunakan hanyalah sebatas mikroskop cahaya dengan
bantuan cahaya lampu, sedangkan suatu kromomer terletak di dalam kromosom yang
hanya bisa terlihat dengan bantuan mikroskop electron.
5. Selama tahapan mana saja saudara dapat mengamati
nukleolus?
Jawab
: Idealnya nucleolus dapat terlihat Pada fase profase I ( tahap laptoten,
zigoten, pakiten, diploten ) dan pada tahap diakinesis nucleolus dan membrane
nucleus mulai menghilang.
6. Dapatkah saudara mengamati chiasmata pada saat diplonema
dan diakinesis?
Jawab
: Pada tahap diplonema dan diakinesis kromosom homolog terlihat saling
menjauhi, saat kromosom homolog menjauh, terjadi perlekatan berbentuk x pada
suatu tempat tertentu di kromosom yang disebut kiasma (jamak=kiasmata). Kiasma merupakan bentuk persilangan dua
dari empat kromatid suatu kromosom dengan pasangan kromosom homolognya. Kiasma
juga merupakan tempata terjadinya peristiwa pindah silang (criossing over) pada
kromosom. Pindah silang terjadi selama profase meiosis I.
7. Berapa jumlah tetrad saat diakinesis?
Jawab : Terdapat 2 (dua) tetrad
8. Apakah perbedaan metafase I dan metafase II? Juga anafase
I dengan anafase II?
Jawab
:
·
Metafase I
Selaput inti menghilang, serat gelondong terbentuk anatara kedua pasang
sentriol, yang terdiri dari: mikrotubuli dan mikrofilia. Kromosom (berpasangan
homolog) bergerak ke bidang ekuator.
·
Metafase II
Serat gelondong terbentuk antara pasangan sentriol. Kromosom (sepasang
kromatid) yang menggatung pada serat gelondong lewat sentromer pindah ke bidang
equator.
·
Anafase I
Sel memanjang dari kutub ke kutub. Kromosom homolog berpisah ke kutub
berseberangan dan kromatid belum terbentuk.
·
Anafase II
Sel memanjang dari kutub ke kutub menurut poros serat gelondong. Sentromer pada
setiap pasangan kromatid membelah sehingga kromatid bersaudara lepas. Kromatid
berpisah dan bergerak ke kutub berseberangan.
9. Keempat sel yang terbentuk hasil mikrosporogenesis ini
disebut apa?
Jawab
: Mikrospora ( Serbuk Sari ).
H.
Kesimpulan
Berdasarkan pengamatan yang kami lakukan, maka dapat
disimpulkan bahwa :
1.
Pada proses meiosis terjadi 2 kali
pembelahan sel, yaitu Meiosis I dan Meiosis II, yang masing-masing disertai
oleh tahapan profase, metafase, anafase, telofase. Meiosis I merupakan
pembelahan reduksi (reductional division) karena terjadi pengurangan jumlah
kromosom sedangkan meiosis II adalah pembelahan penyamaan (equational division)
karena mengubah dua hasil dari pembelahan meiosis pertama menjadi 4 inti
haploid..
2. Mikrosporogenesis atau pembentukan serbuk
sari terjadi setelah proses meiosis pada sel tercapai secara sempurna. Tahap
yang mengakhiri proses meiosis tersebut adalah telofase II.
3. Hasil pengamatan mendapatkan fase telofase
II , pada tahap ini nuclei terbentuk pada kutub sel yang berlawanan, dan
terjadi sitokinesis. Pada akhir sitokinesis terdapat 4 sel anak, masig-masing
dengan jumlah haploid dari kromosom yang tidak direplikasi.
4. Pembuatan sediaan(preparat)
dengan metode squash atau menekan bahan yang akan digunakan
sampai terbentuk lapisan yang sangat tipis sehingga bagian sel yang ingin
diamati terlihat dengan jelas.
Daftar
Pustaka
Bandiati, Sri.
2007. Buku Ajar Genetika Ternak. Bandung : Sri Lestari Network.
Priadi, Arif.
2002. Biology 3. Bogor: Yudhistira.
Stent,
S.Gunther. 1971. Molecular Genetics. USA: W.H. Freeman and Company.
Suryo. 2008. Genetika Strata 1. Yogyakarta: Gajah Mada University Press.
Suryo. 2007. Sitogenetika. Yogyakarta: Gajah Mada University Press.
Yatim, Wildan.
1969. Genetika.
Bandung: Tarsito.
Julius, E.S.
1990. Mikrobiologi Dasar. Jakarta : Binarupa Aksara.
http://www.slideworld.org/viewslides.aspx/History-of-Genetics-ppt-217962
(diakses pada 21 Agustus 2011)
http://bioweb.wku.edu/faculty/bowker/120/mitosis.html(diakses
pada 23 Februari 2011)
http://science.pppst.com/dna.html (diakses
pada 21 Agustus 2011)
http://people.pppst.com/gregor-mendel.html
(diakses pada 21 Agustus 2011)
http://www.hobart.k12.in.us/jkousen/Biology/mendel.htm
(diakses pada 21 Agustus 2011)
http://www.pbs.org/wgbh/nova/body/how-cells-divide.html#
(diakses pada 22 Agustus 2011)
http://nusiati.files.wordpress.com/2008/06/microsoft-word-mitosis.pdf
(diakses pada 22 Agustus 2011)