ACARA I

LAPORAN PRAKTIKUM GENETIKA TUMBUHAN

ACARA IPENGAMATAN KROMOSOM

Oleh:

NAMA : Rangga Rizky Abizar

NIM : A1A004013

ROMBONGAN : 1

DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL

UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN

FAKULTAS PERTANIAN

LABORATORIUM GENETIKA

PURWOKERTO

2005

PENGAMATAN KROMOSOM

Judul Acara

: Pengamatan Kromosom

Hari,Tanggal praktikum: Senin, 27 Desember 2005

Nama

: Rangga Rizky Abizar

NIM

: A1A004013

Asisten

: 1. Rosy Y. Daniati

2. Wartono

Rekan Kerja

: 1. Galih Listya (A1A004005)

2. Pujo Ananto (A1A004017)

3. Purna Prajadika (A1A004010)

4. Ghozali (A1A004008)

ACARA I

PENGAMATAN KROMOSOM

I. PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG

Teori sel menyatakan bahwa setiap sel penyusun makhluk hidup berasal dari sel sebelumnya. Proses terjadinya sel baru dari sel induknya disebut dengan pembelahan sel, yang berdasarkan beberapa perbedaan pokoknya dikelompokkan menjadi mitosis dan meiosis.

Mitosis adalah peristiwa pembelahan sel yang terjadi pada sel-sel somatis (sangat aktif pada jaringan meristem) yang menghasilkan dua sel anak dengan komponen yang sama dan identik dengan komponen induknya.

Pada saat sel aktif membelah, kromosom akan relative mudah diamati dengan hanya memperlakukan sel-sel tersebut dengan metode fiksasi dan pewarnaan yang sederhana.

Bahan standar yang biasa digunakan dalam pengamatan mitosis adalah sel-sel ujung bawang merah (Allium ascalonicum), sedangkan untuk pengamatan meiosis seringkali digunakan kotak sari atau bakal biji tanaman Lily. Kelebihan dari bahan-bahan tersebut adalah selain komposisi dinding selnya yang tersusun atas lapisan senyawa-senyawa yang relatif mudah ditembus oleh larutan fiksatif dan pewarna juga jumlah kromosomnya tidak terlalu banyak, sehingga pengamatan terhadap masing-masing fase yang sedang berlangsung relatif mudah dilakukan.

Sel merupakan unit terkecil penyusun tubuh makhluk hidup yang dapat mengalami perkembangan dan pertumbuhan. Perkembangbiakan sel (reproduksi sel) ada dua macam, yaitu secara mitosis dan meiosis. Reproduksi sel merupakan salah satu ciri utama makhluk hidup. Pada makhluk hidup bersel satu atau uniseluler, proses ini bertujuan sama seperti tujuan perkembangbiakan, yaitu menghindari kepunahan. Adapun pada makhluk hidup bersel banyak atau multiseluler, reproduksi sel bertujuan untuk memperbaiki jaringan tubuh yang rusak, pertumbuhan, dan perkembangan sel. Semua aktifitas makhluk hidup termasuk reproduksi sel, selalu membutuhkan energi. Energi ini diperolehdari proses oksidasi zat-zat makanan yang akan menghasilkan adenosin tri-phosphat (ATP). ATP tersebut dihasilkan selama proses glikolisis dan daur krebs.

Setiap organisme berupaya agar jenisnya tetap lestari dengan cara melakukan reproduksi. Tubuh makhluk hidup dapat menjadi besar karena ada penambahan jumlah sel di dalam tubuhnya. Sel-sel hasil penambahan tersebut berasal dari reproduksi sel. Sel baru tersebut terbentuk dengan diawali oleh pembelahan inti lebih dahulu yang dapat dilihat dari perubahan kedudukan kromosomnya.

Ditinjau dari jumlah kromosom pada sel baru (sel anak), dibedakan dua tipe pembelahan sel, yaitu mitosis dan meiosis. Secara garis besar, terdapat perbedaan yang nyata antara mitosis dengan meiosis, yaitu :

1. Pembelahan mitosis

a. Terjadi pada sel somatik.

b. Sel anak mengandung jumlah kromosom sama banyaknya dengan jumlah kromosom sel induk, yaitu 2n.

c. Terbentuk dua sel anak dari satu sel induk.

d. Pada tahap metaphase, setiap kromosom yang terdiri dari atas dua kromatid berjajar pada bidang ekuator.

e. Hanya terjadi satu kali pembelahan.

f. Berfungsi :

untuk pertumbuhan

pengganti sel yang rusak

menjaga agar faktor genetik tetap.

2. Pembelahan meiosis

a. Terjadi pada gonad (alat reproduksi) ketika membentuk gamet.

b. Sel anak mengandung setengah jumlah kromosom sel induk atau haploid (n).

c. Terbentuk empat sel anak dari satu sel induk.

d. Pada tahap metaphase, setiap sepasang kromosom homolog yang terdiri dari empat kromatid berjajar pada bidang ekuator.

e. Terjadi dua kali pembelahan, yaitu meiosis 1 dan meiosis 2.

f. Berfungsi untuk menjaga agar jumlah kromosom tidak berlipat ganda apabila terjadi fusi gamet jantan dan betina sehingga kelangsungan spesies terjaga.

B. TUJUAN

Tujuan dari praktikum ini yaitu untuk mengamati pembelahan sel secara mitosis pada ujung akar bawang merah (Allium ascalonicum).

II. BAHAN DAN ALAT

A. Bahan

Ujung akar bawang merah (Allium ascalonicum)

Larutan 0,002 M 8-Hydroxychinolin

Larutan 45% asam asetat

Larutan 1 N HCL

Larutan Aseto Orcelin

B. Alat

Cawan Petri

Pinset

Api Bunsen

Gelas preparat

Mikroskop

Tabung reaksi

Kuteks

Kapas

Tissue

Alat tulis

III. PROSEDUR KERJA

1. Ujung akar bawang merah dipotong dan dimasukkan ke dalam larutan 0,002 M 8-Hydroxychinolin dan disimpan di dalam ruangan gelap dengan suhu 20oC selama 1 jam.

2. Fiksasi terhadap ujung akar bawang merah dilakukan dengan larutan 45% asam asetat selama 10 menit kemudian dimaserasi dalam larutan 1 N HCL + 45% asam asetat (3:1) pada suhu 600C kurang lebih 2-3 menit.

3. Bahan dipindahkan ke atas gelas preparat yang telah ditetesi aseto orcelin kemudian ditutup dengan gelas penutup, lalu dilakukan peremasan bahan dengan hati-hati (squashing). Selanjutnya dilewatkan diatas nyala api Bunsen.

4. Preparat diamati di bawah mikroskop

Dicatat perbesaran yang digunakan.

Dicari dan diamati fase-fase mitosis pada preparat yang dibuat, lalu digambar masing-masing fase tersebut.

IV. HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN

Pengamatan kromosom (pembelahan mitosis) pada ujung akar bawang merah.

Pembelahan mitosis terjadi pada perbanyakan sel tubuh dan menghasilkan sel anak yang jumlah kromosomnya sama dengan induknya (2n). Pembelahan mitosis disebut juga pembelahan biasa (pembelahan yang lazim). Prinsip mitosis adalah terletak pada tingkah laku kromosom selama sel berkembang biak. Kromosom adalah benda-benda di dalam inti sel yang hanya dapat terlihat pada waktu sel membelah diri karena kromosom dapat mengikat zat warna tertentu.

Kromosom mempunyai kemampuan menduplikasi diri. Oleh karena itu, kromosom dapat menghasilkan kromosom baru yang serupa dengan kromosom semula dari bahan-bahan yang terdapat dalam protoplasma.

Tabel 1.1 Jumlah Kromosom pada Tumbuhan.

TumbuhanJumlah Kromosom Tubuh (2n)

Jagung20

Padi 24

Tebu86

Tembakau48

Kubis18

Pepaya18

Kentang48

Gandum20

Tomat24

Bawang16

Mawar28

Jika kita ingin mengamati peristiwa pembelahan mitosis, maka amatilah sediaan awetan kering atau buatlah awetan segar ujung akar bawang merah di bawah mikroskop. Dari seluruh proses yang terjadi selama mitosis, umumnya dapat dibedakan atas empat fase, yaitu profase, metafase, anafase, dan telofase.

Antara mitosis yang pertama dan mitosis berikutnya ada interfase. Selama interfase, tidak tampak adanya struktur kromosom sehingga interfase dianggap bukan sebagai fase mitosis. Oleh karena itu, interfase sering dianggap sebagai fase istirahat. Penamaan tersebut sesungguhnya kurang tepat karena sel tersebut justru sedang dalam keadaan dinamis, yaitu mensintesis zat-zat baru dan mengumpulkan energi sebanyak-banyaknya. Sintesis itu dilakukan terus-menerus yang menyebabkan massa dan volume sel bertambah. Pertambahan volume tersebut mengakibatkan pertambahan luas permukaan seldan intinya. Perimbangan antara volume, inti, dan luas permukaan sel menjadi tidak seimbang lagi sehingga keadaan seperti itu akan mendorong sel untuk melakukan pembelahan.

Pada ujung akar bawang merah, jaringan yang mudah untuk ditelaah ialah meristem pada titik tumbuh akar bawang. Mewarnainya dengan zat pewarna yang sesuai akan tampak kromosom-kromosom dalam sel-sel yang membelah diri. Sel akar bawang yang baru terbentuk berisi 16 kromosom, 8 diantaranya pada mulanya disumbangkan oleh induknya tumbuhan bawang, yaitu tumbuhan yang menyediakan gamet jantan. Kromosom ini sering dinamai dengan sebutan kromosom paternal. Sisa yang delapan lagi semula disediakan oleh induk bawang yang menghasilkan sel telur. Inilah kromosom yang disebut dengan kromosom maternal. Untuk setiap kromosom maternal atau kromosom paternal yang sangat mirip degan yang pertama tadi, kromosom-kromosom yang serupa ini merupakan pasangan homolog. Setiap anggota suatu pasangan homolog tertentuseringkali disebut hormolog anggota lainnya pasangan tersebut.

Apabila sel tidak sedang dalam proses membelah diri, kromosom-kromosom (yang tersimpang di dalam nucleus) tidak tampak dengan bantuan mikroskop cahaya. Terlalu lembut untuk dapat menyerap zat warna terlalu banyak dan menyingkapkan sifat alamiahnya yang sejati. Manakala kromosom itu dalam keadan seperti ini, kadang-kadang secara bersama disebut kromatin. Dalam segi kimia, kromatin terdiri atas DNA dan protein dalam jumlah kira-kira sama, bersamaan dengan sedikit RNA.

Pada banyak sel, termasuk bawang, satu atau lebih dari kromosom itu mempunyai nukleus. Ini dapat diamati dengan mikroskop biasa. Keadaan yang lembut ini pada kromosom selama masa antara pembelahan sel tidak tidak seharusnya menggambarkan mereka itu lembam pada saat itu. Justru sebaliknya mereka aktif dalam sintesis RNA dan DNA.

Fase-fase pembelahan pada mitosis.

Tabel 1.2 Pebedaan Mitosis dan Meiosis.

NoMitosisMeiosis

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.Hanya satu kali pembelahan.

Dihasilkan dua sel anak diploid (2n).

Susunan gen sama dengan sel asal.

Terjadi pada sel somatic dan sel germinal.

Tidak terbentuk tetrad, sinapsis, dan tidak ada crossing over.

Kromosom terbentuk pada awal profase.

Profase terjadi dalam waktu yang relatif singkat.

Pemisahan sentromer di bidang ekuator langsung terjadi pada tahap anafase.Dua kali pembelahan.

Dihasilkan 4 sel anak haploid (n).

Susunan gen rekombinasi dari kedua parental.

Hanya terjadi pada sel germinal.

Terbentuk tetrad, sinapsis, dan ada crossing over.

Terbentuk pada akhir profase.

Profase terjadi dalam waktu yang relatif lama.

Pemisahan sentromer tidak langsung terjadi pada meiosis I tetapi pada meiosis II.

Fase pembelahan mitosis dinamakan fase M meliputi 4 tahap pembelahan, yaitu profase, metafase, anafase, dan telofase. Pada tahap ini terjadi kariokinesis yang diikuti sitokinesis. Pembelahan mitosis terjadi pada pertumbuhan embrio, pergantian sel yang rusak serta penyembuhan luka. Dalam mitosis melibatkan bagian-bagian sel, seperti kromosom, nucleus, sentriol, dan benang spindle. Berikut ini dijelaskan mengenai tahap-tahap mitosis :

1. Interfase

Interfase merupakan fase terpanjang dalam siklus sel yakni kurang lebih 90% dari siklus. Interfase bukan merupakan tahap dari pembelahan sel. Interfase terdiri atas 3 fase berikut :

a. Gap 1 (G1) merupakan fase saat sel melakukan transkripsi RNA, tRNA, mRNA dan beberapa jenis protein.

b. Fase sintesis (S) tahap dimana sel melakukan penggandaan molekul DNA (replikasi) dan pembentukan DNA sehingga dihasilkan DNA baru dengan susunan yang sama dengan DNA asal.

c. Gap 2 (G2) merupakan tahap akhir interfase yang ditandai pembentukkan penyusunan sitoplasma berupa organel dan makromolekul.

2. Profase

Permulaan mitosis ditandai dengan beberapa perubahan. Nucleolus mulai menghilang sedangkan kromosomnya mulai timbul. Untaian kromosom yang semula meluas menjadi pilinan (helix). Dengan demikian untaian itu lebih pendek dan lebih tebal jadinya sehingga tampak lebih nyata. Pada waktu itu membrane nuklir mulai menghilang.

Pentingnya penggandaan kandungan DNA sel tersebut sebelum mitosis ini menjadi nyata. Masing-masing dari 16 kromosom (8 pasang homolog) yang ada dalam sel yang semula terbentuk kini timbul kembali dan berganda. Duplikatnya saling melekat di daerah khusus pada masing-masing yang dinamai sentromer. Kromosom-kromosom yang diduplikasi ini dapat dikatakan membentuk dublet. Dalam hal ini, sel bawang dalam profase mempunyai kromosom sejumlah 32 dan bukan 16 yang terdiri atas 8 pasang dublet homolog.

3. Metafase

Metafase ditandai dengan munculnya gelendong. Struktur ini terjadi dari sebaris mikrotubula yang meluas diantara ujung-ujung atau kutub sentromer setiap dublet mulai terikat pada sekumpulan mikrotubula dan berpisah ke suatu titik di tengah-tengah antara kutub-kutub. Ujung lepas kromosom dapat secara acak arahnya, tetapi semua sentromer terletak persis dalam suatu bidang di ekuator.

4. Anafase

Anafase mulai ketika kromosom yang terduplikasi dari setiap dublet saling berpisahan. Kini bergerak memisah masih pada gelendong dan bergerak ke kutub yang berlawanan sambil menghela ujung-ujungnya yang lepas dibelakangnya. Ujung-ujung yang bebas kromosom tersebut membalik kearah ekuator.

5. Telofase

Pada saat kromosom sampai ke kutub maka mulai membuka gulungannya. Nucleus timbul kembali, membrane nuklir mulai membentuk disekitar kromosom. Akhirnya, struktur yang disebut lempengan sel muncul di ekuator. Dinding sel disetiap sisi lempengan disekresi dan dengan demikian selesailah proses pembelahan sel pada mitosis.

Tabel 1.3 Waktu Setiap Tahap Mitosis pada Sel Ujung Akar Tanaman.

FaseWaktu yang Dibutuhkan

Suhu 150 CSuhu 250 C

Interfase1356 menit870 menit

Profase126 menit54 menit

Metafase24 menit14 menit

Anafase5 menit3 menit

Telofase22 menit11 menit

Jumlah1533 menit952 menit

V. SIMPULAN DAN SARAN

A. SIMPULAN

Setelah mengikuti praktikum pengamatan kromosom maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :

1. Mitosis adalah peristiwa pembelahan sel yang terjadi pada sel-sel somatic yang sangat aktif pada jaringan meristem yang menghasilkan dua sel anak dengan komponen-komponen yang sama dan identik dengan sel induknya.

2. Pemotongan ujung akar bawang merah dilakukan pada waktu pagi hari karena disebabkan pembelahan sel lebih banyak terjadi pada keadaan kurang cahaya.

3. Proses maserasi dimaksudkan untuk menghentikan aktivitas sel yang membelah sehingga mudah untuk diamati.

4. Pada praktikum ini tidak semuanya proses mitosis dapat dilihat dengan jelas. Hal ini bisa disebabkan karena beberapa hal :

Praktikan kurang jeli dalam mengamati preparat.

Alat-alat yang digunakan untuk praktikum kurang bersih.

Proses-proses pada prosedur kerja tidak dilakukan dengan sempurna.

B. SARAN

1. Pada praktikum pengamatan kromosom sebaiknya praktikan memperhatikan betul prosedur kerja dan kebersihan alat-alat yang akan digunakan.

2. Sebaiknya pada praktikum pengamatan kromosom tidak terlalu memakan waktu yamg lama, sebaiknya pada praktikum sudah disiapkan awetan preparat yang segar sehingga praktikan tidak perlu menunggu waktu yang lama dalam mengamatinya.

DAFTAR PUSTAKA

Akhyar, Salman. 1999. Biologi Untuk SMU Kelas III. Jakarta : Grafindo.

Kimball, John W. 1987. Biologi. Jakarta : Erlangga.

Suryo. 1994. Genetika. Yogyakarta : Gadjah Mada University Press.

Welsh, James R and Johanis P. Mogea. 1991. Dasar Dasar Genetika dan Pemuliaan Tanaman. Jakarta : Erlangga.

Yatim, Wildan. 1983. Genetika Edisi ke-3. Bandung : Tarsito.

Profase

Terdapat 2 pasang sentriol yang dikelilingi Aster, sentrosom membelah menjadi sentriol. Aster merupakan benang spindle yang membentuk gelendong-gelendong pembelahan. Setiap kromosom melakukan replikasi membentuk sepasang kromatid.

Metafase

Sentromer dihubungkan dengan kutub pembelahan melalui benang spindle. Posisi kromatid berjejer sepanjang bidang ekuator.

Anafase

Pasangan kromatid berpisah bersama sentromernya menuju kutub yang berlainan/ berlawanan karena ditarik benang spindel.

Telofase

Setelah kromatid sampai kutub, kromatid akan berubah menjadi benang - benang kromatin, terbentuk nukleus dan membran inti. Diperoleh 2 sel anak dengan jumlah kromosom yang sama dengan induknya.

Interfase

Profase

Metafase

Anafase

Telofase

2 sel anak