Senin, 26 Oktober 2009

kuliah keperawatan UMY

LATIHAN 1
MIKROSKOP


Panca indera manusia memiliki kemampuan terbatas, padahal banyak masalah mengenai organisme yang ingin dipecahkan, untuk itu diperlukan bantuan penggunaan alat-alat. Salah satu alat yang paling sering digunakan ialah mikroskop (Latin : mikro = kecil ; scopium = penglihatan), yang memungkinkan seseorang dapat mengamati objek dan gerakan yang sangat halus sehingga tidak dapat dilihat dengan mata bugil.
Ada berbagai macam mikroskop. Dari bermacam-macam tipe mikroskop, masing-masing mempunyai tujuan penggunaan tertentu dan bermacam-macam pula kelengkapannya. Macam yang paling sederhana ialah kaca pembesar, akan tetapi biasanya disebut “mikroskop” adalah suatu alat yang terdiri dari beberapa lensa yang disusun dalam sebuah tabung, jadi suatu mikroskop majemuk.
Macam mikroskop majemuk yang biasa digunakan dalam laboratorium Biologi ialah mikroskop monokuler (Latin : mono = satu ; oculus = mata). Mikroskop ini digunakan dengan satu mata, sehingga bayangan yang terlihat hanya memiliki panjang dan lebar, dan hanya memberikan gambaran mengenai tinggi (tebal)nya. Kebanyakan objek yang akan diamati dengan menggunakan mikroskop monokuler ini harus memiliki ukuran kecil atau tipis sehingga dapat ditembus cahaya. Bentuk dan susunan objek tersebut dapat dibedakan karena beberapa bagian objek itu lebih banyak menyerap cahaya daripada bagian-bagian yang lain. Cara pengamatan ini menggunakan cahaya yang ditembuskan.

Bagian-bagian mikroskop monokuler :
1. Lensa okuler.
Letaknya dibagian atas tabung. Oleh karena jumlahnya satu, maka disebut monokuler dan yang kita gunakan pada praktikum memiliki perbesaran 10x. Pada lensa okuler sering tampak garis hitam (tampak seperti sebuah rambut lurus) menuju pusat pandangan, ini merupakan tambahan yang dimaksudkan sebagai penunjuk objek.
2. Lensa obyektif.
Letaknya di bawah tabung dekat dengan meja benda, biasanya pada satu mikroskop terdapat 3 atau 4 lensa obyektif yang dipasang pada revolver yang dapat diputar bila ingin mengubah posisi lensa. Lensa obyektif tersebut biasanya memiliki perbesaran 4x, 10x, 40x dan 100x.
3. Tabung.
4. Revolver.
5. Meja benda, merupakan tempat untuk meletakkan preparat.
6. Tangan/lengan.
7. Diafragma.
Terletak di bawah meja benda, dapat mengatur banyaknya sinar masuk.
8. Sekrup-sekrup penggeser preparat, untuk menggeser preparat.
Ada 2 macam : a. menggeser ke muka dan ke belakang.
b. menggeser ke kanan dan ke kiri.
9. Penjepit preparat.
10. Pengatur kasar (makrometer) dan pengatur halus (mikrometer).
11. Cermin : untuk menangkap cahaya. Biasanya terdiri dari 2 macam yaitu cermin datar yang digunakan dalam keadaan terang (cahaya lampu mikroskop) dan cermin datar yang digunakan dalam keadaan gelap (cahaya ruangan).
12. Kaki atau basis, dapat berbentuk persegi atau bentuk tapal kuda atau bentuk lainnya.








T u j u a n :
Memperkenalkan mikroskop monokuler, cara penggunaan dan pemeliharaannya.

Bahan dan Alat :
- mikroskop monokuler - gunting
- gelas objek/gelas benda - pipet penetes
- gelas penutup - gelas piala
- lap flanel/tissu halus - penggaris plastik bening berskala mm
- potongan kertas berhuruf

Cara Kerja :
A. Menyiapkan mikroskop.

Keluarkan mikroskop dari kotaknya atau tempat menyimpannya di dalam lemari. Peganglah mikroskop itu dengan erat pada lengannya yaitu bagian yang melengkung, dengan satu tangan, sedang tangan yang lain pakailah untuk menyangga kaki mikroskop. Gunakanlah selalu cara ini apabila mengangkat mikroskop. Letakkan mikroskop dengan hati-hati di atas meja laboratorium, sedemikian hingga lengannya mengarah ke tempat duduk kita, sedangkan meja objek menghadap ke arah yang berlawanan. Letak kakinya jangan terlalu ke tepi meja, supaya mikroskop tidak jatuh.

B. Pengenalan bagian-bagian mikroskop.

Bagian-bagian mikroskop dan gunanya akan diperkenalkan oleh pengajar. Sebelum melanjutkan latihan ini keterangan-keterangan yang diberikan harus sudah dipahami benar.




























Gambar 1
Mikroskop monokuler


C. Cara Penggunaan.

Naikkanlah tabung dengan menggunakan pengatur kasar, sehingga objektif tidak membentur meja apabila revolver diputar-putarkan. Putarlah revolver sehingga objektif lemah (yang lebih pendek ukurannya) ditempatkan langsung di bawah okuler. Apabila letaknya telah tepat akan terdengar suara berdetik. Setelah itu bukalah diafragma (Latin : dia = menembus ; phragma = pagar) sebesar-besarnya dengan menggeser bagian yang menonjol. Aturlah letak cermin sehingga cahaya terpantul melalui lubang pada meja objek. Hindarkanlah cahaya matahari langsung mengenai cermin. Mengapa ? Lihatlah melalui okuler. Aturlah cermin sedemikian hingga yang terlihat melalui okuler itu sebuah lingkaran yang terangnya merata. Jika menyilaukan, kecilkan apertur diafragma (Latin : aperio = membuka ; apertur diafragma = lubang diafragma)
Kalau lensa okuler atau objektif kelihatannya berkabut atau berdebu, bersihkan bagian yang kotor dengan lap flanel/tissu halus yang bersih dengan cara menggosokkan lap tadi mengikuti gerakan melingkar dan dengan tekanan yang lemah. Jangan sekali-kali menggunakan kertas atau kain kasar. Apabila cara membersihkan itu tidak memberikan hasil yang diharapkan, beritahukan kepada pengajar.

D. Mempersiapkan bahan yang diamati melalui mikroskop.

Bahan yang akan diamati ditempatkan di atas gelas objek. Umumnya bahan yang telah diletakkan di atasnya ditutup dengan gelas penutup. Sebelum digunakan, baik gelas objek maupun gelas penutup harus bersih.
Untuk membersihkan kaca objek, peganglah gelas tadi pada tepinya diantara telunjuk dan ibu jari. Kemudian celupkan ke dalam air. Setelah itu bersihkan dan keringkanlah dengan sepotong kain bersih yang lunak atau kertas saring.
Gelas penutup lebih rapuh daripada gelas objek. Celupkan ke dalam air sama seperti gelas objek. Untuk membersihkan dan mengeringkannya digunakan sepotong kain bersih yang lunak. Lipatlah kain ini dan sisipkan kaca penutup diantara lipatan ini. Selanjutnya supaya gelas penutup itu kering dan bersih, gosoklah serentak kedua permukaannya antara telunjuk dan ibu jari dengan gerakan melingkar. Peganglah gelas penutup selalu pada tepinya dan usahakan jangan sampai mengenai permukaannya.
Sekarang dapat dimulai dengan latihan membuat preparat basah untuk diamati melalui mikroskop. Dari selembar kertas koran guntinglah potongan kira-kira 3 x 3 mm yang mengandung sedikitnya satu huruf a. Hendaknya potongan kertas tadi hanya dicetak pada satu permukaan saja. Tempatkanlah potongan kertas tadi di tengah kaca objek dengan bagiannya yang dicetak menghadap ke atas. Teteskan air di atas kertas itu. Kertas itu akan menghisap bagian dari air tadi. Akan tetapi usahakan agar di sekitarnya masih ada air. Jika perlu, tambahkan lagi setetes air. Setelah itu letakkanlah gelas penutup di atasnya. Jika dikerjakan dengan baik, maka air yang tersisa akan menyebar dengan merata dan membentuk suatu lapisan yang tipis antara gelas objek dan gelas penutup, sedangkan potongan kertas akan terselip diantaranya. Untuk mendapatkan preparat yang tidak mengandung gelembung air di bawah kaca penutup, diperlukan suatu ketrampilan. Cara yang terbaik ialah memegang gelas penutup sedemikian hingga membuat sudut 45o dengan gelas objek. Setelah itu kenakanlah tepi bawahnya pada gelas objek sehingga permukaannya menyentuh tetes air. Kemudian perlahan-lahan rebahkanlah gelas penutup tadi sehingga akhirnya terletak di atas gelas objek. Walaupun pekerjaan ini telah dilakukan dengan berhati-hati, sering masih ada juga gelembung udara yang tinggal di antara gelas penutup dan gelas objek. Beberapa gelembung udara saja tidak akan menyusahkan pengamatan yang akan dilakukan terhadap preparat itu. Kadang-kadang gelembung udara itu dapat dihilangkan dengan menekan-nekankan ujung jarum anatomi pada gelas penutup.


















Gambar 2
Membersihkan gelas penutup


















Gambar 3
Membuat preparat basah


E. Mengatur fokus mikroskop


Naikkanlah tabung mikroskop dengan menggunakan pengatur kasar, sehingga jarak antara objektif lemah dengan permukaan meja objek kira-kira ada 2 cm. Kemudian tempatkanlah preparat di meja objek sedemikian hingga objek potongan kertas dengan huruf a terletak di tengah lubang meja objek. Gunakanlah jepitan objek untuk menjaga agar preparat tidak bergeser. Sambil mengamati mikroskop dari samping, turunkanlah tabung mikroskop dengan menggunakan pengatur kasar dengan hati-hati sehingga jarak antara ujung objektif dengan gelas penutup kira-kira hanya 1 mm. Jagalah agar objektif tidak menyentuh gelas penutup. Beberapa macam mikroskop memiliki suatu alat yang dengan sendirinya akan mengelakkan terjadinya hal ini, akan tetapi tidak semua mikroskop memilikinya.
Sekarang lihatlah melalui okuler dan dengan perlahan-lahan naikkanlah tabung sehingga huruf di atas kertas nampak. Jika setelah tabung dinaikkan lebih dari 1 cm, huruf tadi masih juga tidak nampak, maka hal itu berarti bahwa letak tabung yang tepat untuk mendapatkan fokus mikroskop sudah terlewati. Apabila hal ini terjadi turunkanlah tabung kembali dengan cara di atas, kemudian naikkanlah kembali sambil melihat melalui okuler. Jangan sekali-kali menurunkan tabung dengan pengatur kasar, bilamana anda sedang melihat ke dalam okuler. Setelah bayangan huruf tampak, putarlah pengatur halus ke depan dan ke belakang untuk mendapatkan fokus mikroskop yang sebaik-baiknya. Setelah itu bayang huruf dapat diperjelas dengan mengatur besarnya paertur diafragma.
Bandingkanlah letak bayangan huruf a di dalam okuler dengan letak huruf a dalam preparat, yaitu objek yang sedang diamati.
- Apakah letak bayangannya sama, apakah terbalik ? Apakah bayangan huruf a tersebut merupakan bayangan cermin ? ………………. (1)
- Sambil memandang ke dalam okuler, geserlah preparat dari kanan ke kiri. Ke arah manakah bayangan huruf tadi bergeser ? ………………. (2)
- Sekarang geserlah preparat ke depan. Ke arah manakah bayangan bergerak ?…………… (3)

Kini putarlah revolver sehingga objektif kuat (yang lebih panjang) terdapat langsung di bawah okuler. Sewaktu mengerjakan ini jagalah agar objektif kuat ini tidak menyentuh gelas penutup. Jika hal ini terjadi, anda harus mengurangi seluruh urutan prosedur, di mulai dengan mencari fokus objektif lemah. Apabila fokus objektif kuat sudah tepat, maka jaraknya dengan gelas penutup akan lebih dekat daripada jarak objektif lemah. Jarak antara ujung suatu objektif dengan gelas penutup dinamakan jarak kerja. Untuk mendapatkan fokus objektif kuat biasanya tidak sampai diperlukan satu putaran penuh pada pengatur halus ke depan ataupun ke belakang.
- Apakah bidang penglihatan menjadi lebih luas ataukah lebih sempit ? ………… (4)
- Apakah penggantian objektif lemah dengan objektif kuat mengubah letak bayangan ? Untuk menjawab pertanyaan ini geser-geserlah sedikit preparat itu untuk melihat seluruh bayangan huruf …………………. (5)
- Apakah bayangan terlihat lebih terang ataukah lebih gelap jika dibandingkan dengan waktu menggunakan objektif lemah ? ……………………. (6)

Angkatlah preparat basah tadi dari mikroskop dan simpanlah untuk latihan yang akan datang.

F. Pembesaran

Kini akan menggunakan suatu diterangkan apa yang sebenarnya dimaksudkan dengan daya pembesaran suatu lensa. Dalam mikroskop sangatlah penting mengetahui berapa kali alat itu membesarkan bayang objek yang diamati. Apakah suatu mikroskop membesarkan suatu objek sebanyak 50 diameter (50x), maka bayangan yang terlihat akan 50x lebih panjang dan lebih lebar daripada bayangan yang dilihat dengan mata bugil dari jarak 25,4 cm. Pada setiap objektif dan okuler ada tertera bilangan yang menunjukkan berapa kali pembesarannya. Andaikata bilangan pada okuler ialah 5x sedang pada objektif lemah 12x, maka pembesaran keseluruhannya ialah 5 x 12 atau 60 diameter. Dengan menggunakan okuler yang sama dan objektif kuat dengan daya pembesaran 45x akan dicapai suatu pembesaran sebesar 5 x 45 atau 225 diameter.
- Catat angka pembesaran okuler dari kedua objektif pada mikroskop anda, dan hitunglah daya pembesaran mikroskop anda bila digunakan objektif lemah ? ……………….. (7)
- Bila digunakan objektif kuat ………………… (8)

G. Pengukuran dengan mikroskop

Karena benda-benda yang diamati di bawah mikroskop biasanya berukuran kecil, untuk ukuran-ukuran yang mikroskopik para ahli Biologi merasa perlu menggunakan satuan panjang yang lebih kecil dari centimeter atau milimeter. Salah satu diantara satuan panjang yang biasa digunakan ialah mikron (1/1000 mm) yang ditulis dengan lambang  (baca : mu) ialah huruf Yunani. Ukuran suatu benda di bawah mikroskop dapat dikira-kira dengan membandingkannya terhadap suatu ukuran bidang penglihatan berbentuk lingkaran. Ukuran bidang penglihatan tersebut dapat ditentukan sebagai berikut : Letakkan sebuah penggaris plastik dengan skala milimeter di atas meja objek. Dengan menggunakan cara-cara untuk menentukan fokus seperti yang telah dibicarakan usahakanlah untuk mendapatkan bayangan yang jelas dari pembagian skala milimeter di atas penggaris dengan menggunakan objektif lemah. Geserlah dengan cermat sehingga tepi yang bertanda terletak tepat pada garis tengah bidang penglihatan. Hitunglah jumlah tanda pembagian yang tampak di bidang penglihatan. Garis-garis pembagian pada skala kelihatannya lebar , 1 mm adalah jarak antara tengah-tengah suatu garis pembagian sampai ke tangah-tengah garis pembagian berikutnya.
- Berapakah milimeter panjang diameter bifang penglihatan mikroskop anda dengan objektif lemah ? …………………………. (9)
- Berapakah panjang diameter tadi dalam mikron ? ………………………… (10)

Cara menghitung diameter penglihatan jika menggunakan objektif kuat adalah sebagai berikut : Mula-mula tentukan hasil bagi angka pembesaran onjektif kuat oleh angka pembesaran objektif lemah. Maka diameter bidang penglihatan objektif kuat sama dengan diameter penglihatan objektif lemah dibagi dengan hasil-hasil tadi. Misalkan, apabila angka pembesaran objektif lemah 12x sedang angka pembesaran objektif kuat ialah 48x maka hasil baginya sama dengan 48 : 12 = 4. Jika diameter bidang penglihatan objektif lemah sama dengan 1600, maka diameter bigang penglihatan objektif kuat sama dengan 1600 : 4 = 400.
- Dengan menggunakan cara ini tentukanlah diameter bidang penglihatan mikroskop anda dengan objektif kuat …………………………. (11)

Angkatlah penggaris plastik dari meja objek. Kemudian letakkan kembali preparat basah huruf a di atas meja objek.
- Perkirakan setepat mungkin tinggi huruf tersebut yang sebenarnya dalam milimeter ……………………. (12)
- Dan dalam mikron ………………………… (13)

H. Daya pisah mikroskop

Pindahkan preparat basah huruf a dari meja objek. Buka gelas penutupnya dan buanglah guntingan kertas korannya. Keringkan gelas objek serta gelas penutupnya. Sekarang buatlah suatu preparat basah baru dengan guntingan gambar sebuah kamar.
- Amatilah lagi preparat di bawah objektif lemah. Adakah perbedaan antara bayangan di dalam mikroskop dengan gambar yang dilihat dengan mata bugil ? ….……….(14)

Inilah suatu contoh tentang pengertian daya pisah suatu mikroskop, yaitu kemampuan memperlihatkan bagian renik dalam objek secara terpisah dan jelas. Pada umumnya orang tidak mampu memisahkan dua objek yang jaraknya kurang dari 0,1 mm. Dengan menggunakan mikroskop, terbukalah kemungkinan untuk membedakan dua objek yang letaknya sangat berdekatan yang dengan mata bugil kelihatannya seakan-akan satu objek saja.
Daya pisah mata kita dapat kita tentukan sendiri dengan mengamati lampu utama mobil yang bergerak ke arah kita di jalan yang lurus pada malam hari. Mula-mula kelihatannya hanya sebagai satu sumber cahaya saja. Setelah mobil itu lebih dekat, barulah kelihatan adanya pemisahan dari satu menjadi dua sumber cahaya. Pada saat mata kita melihat hal ini, maka kita telah dapat “memisahkan” kedua lampu utama mobil tersebut.
Jadi sebuah mikroskop sebenarnya melakukan dua hal yang penting. Pertama, mikroskop membesarkan bayangan objek. Kedua, mikroskop mempertinggi daya pisah mata kita.

Persamaan :
Dimana d = daya pisah
  = panjang gelombang sinar
d = n = indeks bias
n sin   = ½ apertura (sudut bukaan lensa)

Tabel 1 memberikan gambaran mengenai daya pisah mata dan alat bantunya. Dari tabel 1 tampak bahwa dengan penggunaan alat bantu (mikroskop) daya pisah dapat ditingkatkan.

Tabel 1. Daya pisah mata dan mikroskop

Alat penglihat Daya pisah
Mata 1 mm
Mikroskop cahaya tampak 0,2 m
Mikroskop ultra violet 0,1 m
Mikroskop elektron 0,1 nm


Beberapa cara untuk memperkecil daya pisah / memperkecil nilai d adalah dengan :
1. Memperkecil  (panjang gelombang) cahaya, misalnya dengan menggunakan cahaya dengan panjang gelombang lebih pendek (cahaya biru / filter biru, sinar ultra violet, sinar elektron)
2. Memperbesar n (indeks bias) medium yang dilalui cahaya, misalnya dengan lensa yang dibuat dengan bahan khusus.
3. Memperbesar sin  atau memperkecil  yakni memperkecil bukaan lensa atau diafragma.

Sejak ditemukan oleh Antonius van Leewenhoek, mikroskop cahaya digunakan untuk mengungkapkan struktur jaringan dan sel. Perbaikan konstruksi mikroskop sehingga mampu membesarkan sampai 2000 kali serta pengembangan tehnik Histologi dan Sitologi sudah berhasil membantu mengungkapkan rincian struktur renik (mikroskopik). Lompatan di dalam pengungkapan struktur biologi terjadi sejak digunakan mikroskop elektron. Karena daya pisah alat yang sangat tinggi, dengan mikroskop elektron dapat diungkapkan struktur halus (ultrastruktur) bawah renik (sub mikroskopik). Ultrastruktur sel eukariot maupun prokariot dan virus sudah dapat diketahui dengan bantuan mikroskop elektron.

I. Pemeliharaan mikroskop

Seperti alat-alat lainnya dalam laboratorium, mikroskop juga memerlukan pemeliharaan yang cermat. Mikroskop harus selalu diangkat dan dibawa dalam keadaan tegak, dengan satu tangan, memegang erat-erat lengan mikroskop dan tangan lainnya menyangga mikroskop pada kainya. Apabila tabung mikroskop perlu dicondongkan letaknya, maka hal itu harus dilakukan dengan menggerakkan lengannya pada engsel inklinasi sebagai titik putar. Setelah pekerjaan selesai maka mikroskop itu harus segera ditegakkan kembali.
Pada akhir praktikum, usahakanlah agar objektif lemah terdapat di bawah okuler. Aturlah kedudukan tabung sedemikian hingga ujung objektif lemah terdapat kira-kira 1 cm di atas meja objek. Begitu pula jepitan harus disusun di atas meja objek sehingga tidak ada bagian yang menonjol keluar dari sisi meja. Kembalikanlah mikroskop ke dalam tempat penyimpanannya. Bersihkanlah semua gelas objek dan gelas penutup.


Untuk latihan lebih lanjut

Jika dalam laboratorium anda ada mikroskop stereo, anda dapat mencoba menggunakannya. Alat ini biasany dipakai untuk memandangi objek-objek utuh dengan menggunakan lebih banyak cahaya yang dipantulkan daripada cahaya yang ditembuskan.
































LATIHAN II
SITOLOGI

Semua makhluk hidup terdiri dari sel-sel yang merupakan ruang-ruang kecil diselubungi membran yang berisi cairan kimia pekat dalam pelarut air dan komponen-komponen penting penyusun sel. Bentuk kehidupan yang paling sederhana adalah sel-sel tunggal yang menggandakan diri dengan cara pembelahan. Organisme-organisme yang tergolong dalam tingkat yang lebih tinggi, sepeti kita iniI terdiri dari kelompok-kelompok sel yang masing-masing menjalankan fungsi khusus namun antara kelompok satu dan lainnya terjalin suatu sistem komunikasi, bekerja sama dalam suatu tatanan tertentu sehingga terbentuk fungsi fisiologis maupun biokimiawi tubuh secara utuh.
Sel ditinjau secara histologi merupakan kesatuan struktural dan fungsional kehidupan (beserta proses pernyakit) di dalam semua jaringan, organ dan sistem organ. Secara umum dapat dibeda-bedakan jenis sel yaitu sel prokaryotik dan eukaryotik. (Mengenai sel prokaryotik dan eukaryotik akan dibahas lebih lanjut pada bagian belakang bab ini). Dalam bab ini lebih dibahas mengenai sel eukaryotik karena merupakan komponen utama organisme multiseluler.
Sel eukaryotik tersusun dari 3 komponen utama yaitu membran sel, sitoplasma dan nukleus.
1. Membran sel
Membran sel adalah membran yang membungkus bangunan sel sehingga menjadi satu kesatuan. Membran sel memisahkan sel dari lingkungan dan membentuk kompartementalisasi fungsional yang jelas di dalam sel, misalnya nukleus, organela. Membran sel bagian luarnya disebut membran plasma atau plasmalema.
Dari analisis kimiawi, membran sel terutama terdiri dari lipid dan protein. Lipid penyusun membran terutama adalah fosfolipid dan kolesterol. Membran fosfolipid tersusun di dalam 2 lapis.

Membran sel mempunyai banyak fungsi antara lain :
a. Permeabilitas selektif, hal ini berkaitan dengan homeostatis. (Mengenai permeabilitas selektif membran akan dibahas lebih lanjut dalam bab tersendiri.
b. Transduksi signal, hal ini berkaitan dengan adanya reseptor yang terletak di permukaan membran maupun reseptor yang terikat dengan ligand.
c. Endositosis, yaitu peristiwa sel memakan substansi ekstraseluler dan diangkutnya ke dalam sitoplasma. Dikenal adanya peristiwa fagositasis, pinositosi dan endositosis yang diperantarai reseptor.
d. Eksositosis
e. Dsb.

2. Sitoplasma
Sitoplasma merupakan cairan disekitar nukleus dan dibungkus oleh membran plasma. Dalam sitoplasma terdapat 3 kelomplok strukturl yaitu :
a. Organela, merupakan struktur yang terbungkus membran dan merupakan bagian sub seluler yang mengandung enzim.
b. Inklusion sitoplasmik , struktur ini ada yang terbungkus membran, ada pula yang tidak terbungkus membran , Inklusion merupakan hasil tetes-tetesan lemak, gramila glikogen dan melanin.
c. Sitoskeleton, merupakan kerangka sel yang tersusun oleh anyaman elemen plamen yang terdiri dari mikrotubulus, mikrofilamen dan filamen intermedia.

Sitoplasma yang merupakan matriks pengisi sel adalah koloid protein hidrofilik yang bersifat amorf sampai berbutir-butir ( granular ) dan mempunyai sifat unik yakni dapat bersifat cairan yang dapat mengalir ( = fase sol ) atau dapat sebagai matriks semi semi padat yang lentur ( = fase gel ) . Dalam fase sol , sitoplasma bergerak di dalam aliran yang disebut sikosis. Bersama aliran sitoplasma itu akan terbawa beberapa organel seperti seperti mitrotendria. Sitoplasma yang mengelilingi orgenal disebut hialoplasma. Pada umumnya sitoplasma didekat membran luar ( = ektoplasma ) cenderung lebih padat sedangkan sitoplasma di bagian dalam sel ( = endoplasma ) lebih cair. Di dalam sitoplasma terkandung berbagai larutan senyawa dan garam ( solut ) yang merupakan medium pendukung organel-organel.


2 a. Organela
Organela merupakan banguna yang selalu terdapat dalam semua sel dan dianggap sebagai organ-organ (alat) kecil sel. Organela merupakan kesatuan substansi hidup dan berfungsi penting dalam proses metabolisme sel.
Organel-organel penting dalam sel antara lain :
1). Mitokondria
Istilah mitokondria (mitochondria) berasal dari kata mitos (=bening) dan chondrion (=butir). Mitokondria memiliki berbagai macam bentuk sferis, ovoid, filamentosa. Ukuran mitokondria sebesar ukuran bakteri, diameternya berkisar antara 0,5-1,5 m dan panjangnya 3-10 m apabila berbentuk memanjang. Jumlah mitokondria dalam sel sangat bervariasi. Mitokondria dalam jumlah banyak dapat dijumpai pada sel-sel yang sedang aktif tumbuh atau sel-sel yang memerlukan banyak energi, misalnya sel otot, sel sperma. Dalam sel hepar yang normal paling sedikit terdapat 1000 mitokondria. Pada praktikum kita kali ini, mitokondria diamati pada sel-sel tubulus renalis. Pada preparat ini mitokondria tampak jelas tersusun berjajar seperti pagar, dengan bentuk batang, terletak infranuklear dalam sel.


Setiap mitokondria dibungkus 2 unit membaran, ialah :
- membran luar yang halus namun relatif berpori
- membran dalam kurang berpori, bersifat semi permiabel, melipat-lipat ke arah dalam
membentuk krista.
Mitokondria berfungsi menyediakan energi untuk kerja kimiawi dan mekanik dengan cara menimbun energi yang diperoleh dari metabolit seluler pada ikatan ATP energi tinggi

2). Ribosoma
Ribosoma merupakan organela yang paling kecil yang tersuspensi di dalam sitoplasma. Organel ini sedemikian kecilnya sehingga hanya dapat tampak jelas mikturnya dengan bantuan mikroskop elektron.
Ribosoma adalah organel yang berfungsi penting dalam mekanisme sintesis protein. Terdapat 2 jenis ribosoma yaitu ribosoma mitokondria (ukuran  20 m) dan ribosoma sitoplasmik (ukuran  25 m).
Pada sel saraf terdapat benda-benda yang berkelompok pada sitoplasma yang disebut Nissl bodies (badan Nissl) yang sebenarnya disebabnya oleh adanya ribosoma tersebut.
Ribosoma sitoplasmik ada 2 macam yaitu :
a. Ribosoma bebas (free ribosome)
Merupakan ribosoma individual yang terdapat tersebar di dalam sitoplasma.
b. Poliribosoma (=polisoma)
Merupakan kelompokan ribosoma yang terdapat di sepanjang benang mRNA. Poliribosoma ada yang tersebar bebas dalam sitoplasma yang mensintesis protein dan enzim untuk penggunaan intraseluler, dan ada pula poliribosoma yang melekat pada membran luar retikulum endoplasmik yang mensintesis prrotein untuk disekresikan.

3). Endoplasmik retikulum
Endoplasmik retikulum merupakan jalinan membran di dalam sitoplasma yang menjadi bagian dari sistem endomembran yang berhubungan dengan plasmalema. Berdasarkan atas ada tidaknya ribosom pada permukaannya dibedakan 2 macam endoplasmik retikulum, yaitu endoplasmik retikulum kasar dan endoplasmik retikulum halus.
Endoplasmik retikulum kasar (granular) pada membran luarnya banyak ditempeli ribosom. Endoplasmik retikulum kasar tersusun paralel, pipih dan memanjang terutama pada sel yang mensintesis protein, misalnya sel asinus pankreas. Organel ini berfungsi mensintesis protein yang disekresi.
Endoplasmik retikulum halus (agranular) merupakan endoplasmik retikulum yang membrannya halus, tidak terdapat butir-butir ribosom pada membran luarnya. Endoplasmik retikulum ini bentuk dan susunannya sama dengan yang granular namun tanpa ribosom. Organel ini berfungsi penting dalam metabolisme lemak, sintesis hormon steroid, pemecahan glikogen (glukosa G-fosfatase) dan berperan dalam detoksikasi.

4). Aparatus Golgi
Aparatus golgi merupakan satu sistem membram trilaminar berhubungan dengan plasmalema, endoplasmik retikulum dan pembungkus inti. Aparatus golgi lebih banyak terdapat di dalam sel yang sedanga tumbuh dan mengalami diferensiasi. Organela ini terlibat dalam banyak kegiatan terutama yang berkaitan dengan proses sekresi. Tentang letak dan bentuk aparatus golgi tergantung dari tipe selnya. Pada sel sekretoris biasanya terletak bada bagian puncak sel dekat intinya. Secara umum struktur aparatus golgi merupakan organela yang tampak sebagai kumpulan “kantung” pipih yang tersusun melengkung yang disebut diktiosom, dengan bulatan-bulatan pada bagian ujungnya. Diktiosom adalah badan di dalam sel berbentuk piringan yang tersusun dari beberapa kantung (vesikel) pipih yang disebut sisterna (cisternae). Pada bagian tepi sisterna tersusun jaringan tabung-tabung yang pada ujungnya terbentuk vesikel bulat yang dapat terlepas. Vesikel-vesikel itu kemudian bergerak ke bagian lain dari sel, terutama ke plasmalemma.
Fungsi Aparatus golgi antara lain :
a. sintesis polisakarida
b. memodifikasi produk-produk sekretorik (misalnya : protein dan lipida) yang telah disintesis di tempat lain dan selanjutnya dikemas di dalam vesikel untuk diangkut ke bagian lain
c. memekatkan dan menyimpan produk sekretorik

5). Lisosoma
Lisosoma merupakan organela berbentuk bulat dengan membran satu lapis (sebagai vesikel bermembran). Lisosoma berisi banyak macam enzim yang bersifat asam, termasuk DNA ase, RNA ase, protease dan berbagai enzim penghidrolisis karbohidrat. Lisosoma juga berperan di dalam fagositosis bakteri atau virus oleh sel darah putih.

2b. Inklusion sitoplasmik (= paroplasma)
Inklusion merupakan kumpulan bahan-bahan “mati “ yang tidak selalu terdapat dalam sel tersebut. Misalnya terdiri atas metabolit yang tidak ikut dalam kegiatan metabolisme itu sendiri.
Dapat dibedakan 3 macam inklusiones yaitu :
1). Timbunan makanan
Timbunan (simpanan) makanan terutama disimpan dalam sitoplasma sel-sel tertentu. Timbunan makanan ini diperlukan untuk metabolisme dalam tubuh. Untuk metabolisme diperlukan bahan-bahan makanan pokok ialah protein, karbohidrat dan lemak.
Protein tidak disimpan secara khusus, karena sitoplasma sendiri sudah banyak mengandung protein.
Karbohidrat dari makanan yang telah diserap oleh usus akan diangkat oleh pembuluh darah ke hepar. Di dalam hepar, karbohidrat diubah menjadi glikogen yang ditimbun dalam sel-sel hepar atau dalam sel-sel otot. Pada praktikum ini akan diamati granula glikogen pada hepatocytus (sel hepar) dengan pewarnaan PAS. Pada preparat terlihat sel-sel hepar berbentuk poligonal berderet-deret tersusun radier mengelilingi vena centralis. Granula glikogen terletak dalam sitoplasma tersebar berupa butiran-butiran berwarna merah magenta.
Lemak ditimbun terutama dalam sel lemak. Sel lemak banyak dijumpai pada kulit. Lemak tadi mula-mula ditimbun sebagai tetes lemak yang lama-lama menjadi banyak dan berfusi hingga mendesak sitoplasma dan inti ke tepi.

2). Butir-butir sekresi
Butir-butir sekresi dapat dijumpai pada sel-sel kelenjar yang menghasilkan sekret. Pada sel-sel ini sekret yang telah selesai diolah dalam aparatus golgi sedikit demi sedikit dilepaskan dalam bentuk gelembung-gelembung kecil. Pada tahap akhir sintesa protein untuk tujuan sekresi hasilnya akan dilepaskan dalam vesikel sekresi yang selanjutnya akan menuju ke permukaan sel sebagai butir-butir sekresi. Pada paraktikum ini akan diamati butir-butir (granulum)zimogeni pada pars eksokrin pankreas yang berbentuk asinus. Asinus tersusun atas sel-sel berbentuk piramidal dengan bagian puncak sel berbatasan dengan lumen asinus. Pada preparat dapat dilihat dengan jelas butir-butir berwarna merah di bagian puncak sel yang tidak lain adalah butir-butir zymogen.

3). Pigmen
Pigmen adalah benda-benda dalam sel atau jaringan yang mepunyai warna tersendiri waktu masih hidup meski tidak diwarnai. Pigmen berperan penting dalam diagnosa klinik penyakit tertentu, bahkan terkadang merupakan faktor utama yaitu adanya perubahan warna dalam jaringan dari bagian tubuh tertentu. Warna dalam jaringan terutama tergantung pada jenis dan jumlah pigmen yang dikandung. Pigmen selain terdapat sebagai inklusi mungkin juga terdapat di antara sel-sel. Pigmen berdasar asalnya dikelompokkan menjadi 2 yaitu :
a. pigmen endogen, misalnya hemoglobin pada eritrosit, mioglobiin pada sel otot, melanin pada kulit dan alat tambahannya
b. pigmen eksogen, misalnya debu-debu arang, silikat yang mungkin terdapat dalam pulmo.

3. Nukleus
Salah satu struktur yang tampak dominan di dalam sel eukariot adalah inti sel atau nukleus. Nukleus memperagakan berbagai variasi di dalam hal ukuran, jumlah dalam tiap sel, pola kromatin maupun letaknya di dalam sel. Hal tersebut menyebabkan perbedaan penampilan nukleus dari jaringan satu dengan jaringan yang lain, dari satu jenis sel ke sel lain. Meskipun demikian, nukleus umumnya mempunyai membran inti, kromatin, nukleoplasma dan satu atau lebih nukleolus (anak inti).
a. Membran inti (= selubung nukleus)
Merupakan membran ganda yang memisahkan nukleus dari sitoplasma. Pada sisi luar membran inti dapat ditempeli ribosom, sehingga ada yang memperkirakan nukleus adalah perluasan retikulum endoplasma yang bergranula. Pada bagian dalam membran sebelah dalam dilapisi dengan lamina fibrosa suatu protein yang disebut lamins. Pada beberapa tempat pada membran inti terdapat pori-pori (nuclear poves). Pori-pori ini terikat oleh 8-9 lobuler sub unit yang disebut protein anular, dan setiap porus ditutupi oleh diafragma. Pori-pori itu merupakan lubang penghubung inti sel dengan sitoplasma yang dapat dilewati makro molekul dari inti sel ke luar (ke sitoplasma) dan yang dari sitoplasma masuk ke dalam inti sel. RNA dari inti sel (mRNA) akan keluar dari sel melalui pori-pori itu

b. Kromatin
Di dalam nukleus dapat terlihat adanya butir-butir basofil yang disebabkan oleh adanya kromatin. Kromatin ini berisi DNA sehingga dengan pewarnaan HE tampak berwarna biru. Untuk tiap macam sel tampak adanya perbedaan mengenai ukuran dan penyebaran butir-butir kromatinnya.
Gambaran nukleus antara interfase dengan mitosis terdapat perbedaan bahwa butir-butir kromatin yang tampak pada interfase menjadi tidak tampak lagi pada saat mitosis karena kromatin berkondensasi membentuk struktur baru berbentuk benang sebagai kromosom. Telah diketahui bahwa kromosom merupakan bagian nukleus yang membawa gena yang akan menentukan sifat-sifat yang diturunkan dalam bentuk individu yang bersangkutan.

c. Nukleoplasma
Di dalam inti sel terdapat matriks protein yang menyusun plasma inti (= nukleoplasma). Nukleoplasma agak kental dan mengandung butiran-butiran berbagai ukuran dan kerapatan sehingga nukleoplasma tampak lebih rapat elektron daripada sitoplasma.

d. Nukleolus
Dengan mikroskop cahaya, nukleolus terlihat sebagai sebuah atau lebih bangunan basofil dalam sebuah nukleus yang ukurannya lebih besar daripada butir-butir kromatin. Nukleolus tersusun dari prtein (84%) dan mengandung RNA (11%) berupa filamen dan granula, serta DNA (5%). RNA di dalam nukleolus terutama adalah RNA ribosom (rRNA) sehingga nukleolus merupakan tempat sintesis prekusor ribosom. rRNA akan keluar dari inti sel melalui pori-pori membran inti.


Sel Prokariotik dan sel Eukariotik
Sel yang memiliki inti dengan berbagai macam organela disebut sel eukariotik. Masih ada jenis sel lain seperti bakteri dan ganggang biru dan hijau, yang tidak memiliki selubung inti sehingga bahan inti langsung berhubungan dengan sitoplasma. Sel jenis ini disebut sel prokariotik. Walaupun virus yang juga merupakan organisme hidup yang memiliki bahan inti tanpa selubung inti, tetapi karena untuk perbanyakan dirinya masih membutuhkan sel hidup lain maka makhluk ini menempati klasifikasi tersendiri. Untuk jelasnya di bawah ini dirangkumkan mengenai sel Prokariotik dan sel Eukariotik.



KLASIFIKASI ORGANISME HIDUP DAN SEL

KERAJAAN
(KINGDOM) MONERA PROTISTA FUNGI PLANTAE ANIMALIA
Organisme
Representatif



Klasifikasi sel Bakteria
Algae biru-hijau



Prokariota Protozoa
krisofita Lumut lendir
Fungi
Sebenarnya



Algae hijau
Algae merah
Algae coklat
Biofita
Trakeofita metazoa




PERBANDINGAN ORGANISME SEL PADA PROKARIOTA DAN EUKARIOTA

PROKARIOTA EUKARIOTA

Selubung nukleus
DNA
Kromosom
Nukleolus
Pembelahan
Ribosom
Endomembran
Mitokondria


Kloroplast

Dinding sel
Eksositosis & endositosis
Lokomosi Bakteri, algae hijau-biru, mikoplasma
-
Telanjang
Tunggal
-
Amitosis
70S (50S + 30S)
-
-
(Enzim respirasi dan fotosintetik pada membran plasma)
-

Nonselulose
-
Fibril tunggal, flagela Protozoa, algae lain, metafita metazoa
+
Kombinasi dengan protein
Ganda (multipel)
+
Mitosis/meiosis
80S (60S + 40S)
+
+


+
(pada sel tumbuhan)
Selulose (hanya pada tumbuhan)
+
Silia dan flagela





























































Gambar 4
Sebuah sel yang menggambarkan ikhtisar struktur sel .
Dibagian tengaH digambarkan sebuah sel yang terlihat dengan Mikroskop cahaya.
Dibagian tepi digambarkan struktur-struktur yang bersangkutan kalau diteliti dengan M.E.





LATIHAN III
PEMBELAHAN SEL


Organisme multiseluler (bersel banyak) berkembang melalui serentetan pembelahan sel. Pembelahan sel pada individu-individu tersebut terdiri dari beberapa tahap yang berturutan. Tahap-tahap pokok dalam perkembangan organisme bersel banyak yang kompleks menjadi dewasa bermula dari zigot bersel tunggal yang tampak sederhana. Zigot pada semua hewan pada dasarnya adalah serupa.
Untuk memahami proses perkembangan embrio perlu diketahui beberapa hal penting yang agak rinci mengenai pembelahan sel, yang membawa kepada perkembangan lebih lanjut.
Ada 2 cara sel memperbanyak diri yaitu pembelahan langsung yang disebut amitosis dan pembelahan tidak langsung atau mitosis. Amitosis diawali dengan penyempitan di tengah-tengah nukleus sehingga terbagi dua, selanjutnya diikuti oleh pembagian sitoplasma yang menghasilkan 2 sel anakan. Cara pembelahan ini dijumpai pada sel-sel yang bersifat sementara, seperti sel-sel membran embrionik dan sel-sel yang memasok makanan sementara, kedua macam sel itu pada akhirnya mengalami binasa.
A. Pembelahan secara mitosis
Pembelahan mitosis adalah pembelahan sel yang menghasilkan sel anakan yang jumlahnya kromosomnya sama dengan jumlah kromosom sel induknya. Sel induk yang diploid menghasilkan dua sel anakan yang diploid.
Proses mitosis terdiri dari serentetan perubahan di dalam sitoplasma, nukleus dan sentriol (pada sel hewan, beberapa mikroorganisme dan tumbuhan tingkat rendah) yang berlangsung hampir bersamaan. Mitosis terdiri dari empat tahap yang berurutan yaitu profase, metafase, anafase dan telofase. Masa diantara pembelahan disebut interfase.
Mitosis pada sel hewan pada dasarnya hampir sama dengan sel tumbuhan. Fase-fase pembelahan antara sel hewan dan tumbuhan adalah sama, akan tetapi terdapat 2 perbedaan yang mencolok yang dapat diamati yaitu timbulnya aster (pada sel hewan), hal ini berhubungan dengan adanya sentriol. Perbedaan yang kedua adalah tidak terdapatnya lempengan sel pada mitosis sel hewan.
Jaringan yang mudah diamati proses mitosisnya salah satunya adalah meristem pada titik tumbuh akar bawang merah (Alium cepa), sehingga dipilih sebagai bahan praktikum ini.
Berikut ini dijelaskan ciri-ciri penting dari setiap fase dalam mitosis.
Profase
Permulaan mitosis ditandai dengan beberapa perubahan. Nukleolus mulai menghilang sedangkan kromosom mulai tampak jelas. Untaian kromosom berubah menjadi pilinan (heliks) sehingga lebih pendek dan tebal. Pada waktu itu membran nuklir mulai menghilang. Kemudian kromosomnya menggandakan diri, selanjutnya duplikatnya saling melekat di daerah khusus yang disebut sentromer (= kinetokor).

Metafase
Ditandai dengan munculnya gelendong. Struktur ini terjadi dari sebaris mikrotubula yang melintas diantara kutub sel lembut. Sentromer setiap dublet mulai terikat pada sekumpulan mikrotubula dan kemudian berpindah di tengah-tengah sel diantara kedua kutub (ekuator). Ujung kromosom dapat acak arahnya, tetapi semua sentromer persis di bidang ekuator.

Anafase
Diawali saling berpisahnya kromosom yang terduplikasi dari setiap dublet. Kromosom-kromosom tersebut. Bergerak memisah, masih pada gelendong dan bergerak ke kutub berlawanan.

Telofase
Setelah sampai ke kutub, maka kromosom mulai membuka gulungannya. Nukleus terbentuk kembali. Membran nuklir mulei membentuk sekitar kromosom. Akhirnya terbentuk struktur yang disebut lempengan sel muncul di ekuator. Dinding sel disetiap sisi lempengan dibentuk dan selesailah pembelahan sel.

Interfase
Merupakan fase diantara pembelahan mitosis. Pada fase ini sel mulai tumbuh (disebut G1), diikuti dengan periode (S) sintesis DNA dan selama itu kromosom terduplikasi. Kemudian periode tumbuh kedua (G2) terjadi sebelum mitosis berikutnya (M). Pada fase ini belum memperlihatkan kegiatan membelah. Inti sel tumbuh membesar, keruh, lambat laun tampak benang-benang kromatin yang halus seperti granula.

Pembelahan sel secara mitosis terjadi pada sel tubuh dan jaringan embrio, sedangkan pada proses pembentukan sel gamet terjadi pembelahan secara meiosis.

B. Pembelahan secara meiosis
Pembelahan reduksi (meiosis) adalah pembelahan sel yang menghasilkan sel anak dengan jumlah kromosom separuh dari jumlah kromosom sel induknya. Meiosis hanya terjadi pada alat reproduksi, yaitu pada waktu pembentukan gamet. Pembelahan ini sangat penting dalam pelestarian jenis.
Proses meiosis dapat dibagi menjadi dua tahap utama yaitu Meiosis I dan Meiosis II, antara meiosis I dan meiosis II tidak ada fase istirahat.
1. Meiosis I
Meiosis I, dibedakan atas beberapa fase yaitu Profase I, Metafase I, Anafase I, Telofase I.
a. Profase I
Profase I terbagi atas beberapa profase awal I, profase tengah I dan profase akhir I. Tahap profase I ini secara lebih rinci dibedakan atas beberapa tahap kecil yaitu : tahap Ieptoten, Zigoten, Pakiten, Diploten dan Diakinesis.

1. Tahap Ieptoten
Ditandai dengan lenyapnya selubung inti dan nukleolus masih tampak.Benang-benang kromosom tampak sebagai benang-benang panjang dan tunggal.

2. Zigoten
Kromosom homolog yang pada awalnya sebagai kromosom tunggal pada fase ini mengelompokkan diri berpasang-pasangan menurut ukuran panjangnya, proses ini disebut sinapsis. Kromosom homolog yang berpasangan ini disebut bivalen.

3. Pakiten
Pada fase ini, kromosom menjadi pendek dan tebal. Selain itu selubung inti dan nukleolus menghilang.

4. Diploten
Setiap kromosom yang menyusun bivalen akan berduplikasi menjadi dua kromatid. Dengan demikian, setiap bivalen mempunyai 4 kromatid yang disebut tetrad.

5. Diakinesis
Fase ini ditandai dengan adanya kiasma di antara kromatid dalam tetrad yang memungkinkan terjadinya pindah silang (crossing over). Kiasma merupakan titik pada kromatid tempat terjadinya kontak (lilitan) antara dua kromatid.

b. Metafase I
Pada awal fase ini benang gelondong mulai terbentuk. Bivalen-bivalen menempatkan diri di bidang equator sel secara acak (random) pada akhir fase ini semua kromosom telah berada di bidang equator.

c. Anafase I
Sentromer bemum membelah, kromosom homolog saling memisahkan diri dan bergerak menuju ke kutub sel yang berlawanan. Berarti jumlah kromosom telah dibagi dua, sehingga dari keadaan diploid (2n) menjadi haploid (n).

b. Telofase I
Kromatida membentuk kromatin, spidel hilang, dinding inti dan nukleolus mulai terbentuk kemudian terbentuk dua sel anakan, masing-masing sel anakan bersifat haploid.

II. Meiosis II
Antara meiosis I dan meiosis II tidak terdapat fase istirahat, jadi dari telofase langsung berlanjut ke meiosis II. Meiosis II dibagi menjadi beberapa tahap yaitu Profase II, Metafase II, Anafase II dan Telofase II.
a. Profase II ditandai dengan :
- Kromatin membentuk kromosom.
- Sentriol berpisah ke kutub masing-masing.
- Dinding inti dan nukleolus hilang atau terbentuk spindel.

b. Metafase II
Kromosom bergerak ke bidang equator.

c. Anafase II
Masing-masing sentromer dari tiap kromosom membelah, kromatid-kromatid memisahkan diri dan bergerak ke kutub yang berlawanan dan merupakan kromosom.

d. Telofase II
Berlangsunglah sitokinese lagi :
- kromatida membentuk benang-benang kromatida.
- Dinding inti dan nukleolus terbentuk lagi.
- Pada bidang equator terbentuk sekat dan terbentuklah 4 sel anak. Jadi pada meiosis, dari sebuah sel induk diploid akhirnya menghasilkan empat sel anakan masing-masing haploid.































Gambar 5
Tahap pembelahan sel secara meiosis




Perbedaan Mitosis dan Meiosis

Perbedaan mitosis Pembelahan meiosis
1. Tujuan
- Memperbanyak jumlah sel
- Mengganti sel yang rusak
- Pembiakan bagi organisme bersel satu

2. Terjadi pada sel tubuh (somatik)

3. Pembelahan sel hanya satu kali

4. Yang melakukan :
Sel haploid  haploid
Sel diploid  diploid
5. Hasil
Satu sel induk menjadi 2 sel anak
6. Sifat sel anak sama dengan sel induk 1. Tujuan :
Mengurangi jumlah kromosom agar pada generasi berikutnya jumlahnya tetap


2. Terjadi pada proses pembentukan sel kelamin (gamet)
3. Pembelahan sel dua kali yaitu Meiosis I dan meiosis II
4. Yang melakukan
Sel diploid  haploid

5. Hasil
Satu sel induk menjadi 4 sel anak
6. Sifat sel anak tidak indentik dengan sel induk












Gambar 6
Skema meiosis





























































Gambar 7
Mitosis pada tumbuhan.
Fotograf menunjukkan tahapan-tahapan yang terjadi pada sel-sel yang berbelah pada ujung akar bawang.
(Atas kebaikan Carolina Biological Supply Co). Gambar-gambar ini tampak dalam pola semidiagram. Agar tampak jelas, hanya satu pasang kromosom homolog yang diperlihatkan : satu berwarna hitam, satu lagi berwarna lain.


Tujuan
Mengenal tahap-tahap dalam mitosis dengan mengamati perilaku kromosom dalam setiap tahap.

Bahan dan alat
- Mikroskop
- Sediaan mikroskopik setangah awetan ujung akar tanaman bawang merah (dipulas dengan aceto-orcein).

Cara Kerja :
1. Siapkan pencahayaan pada mikroskop, dapatkan bidang penglihatan yang paling terang dengan lensa okuler perbesaran lemah.
2. Pasang sediaan ujung akar bawang merah, dengan perbesaran lemah carilah daerah yang ada di belakang dekat ujung akar.
3. Kemudian gunakan lensa okuler perbesaran kuat untuk mengamati status kromosom dengan mencocokkan pada gambar yang tersedia.
4. Gambar masing-masing tahap berurutan dalam buku kerja, sebutkan nama-nama bagian-bagian sel seperlunya. Warnailah kromosomnya.
5. Berilah keterangan singkat pada setiap tahap mengenai kejadian pada setiap tahap.












T u g a s
1. Sempurnakanlah bagan di bawah ini dengan mengisikan istilah-istilah yang tersedia ke dalam tempat-tempat yang tepat .
Profase mitosis S
Karyokinesis gamet metafase
Fissio sel tumbuhan telofase
G1 G2 anafase



Interfase


Sel induk


Pembelahan
Sel meiosis


Sel hewan

Sitokinesis


Lempeng sel

2. Buat bagan spermatogenesis dan ovogenesis ditinjau dari jumlah kromosomnya.
3. Apakah perbedaan antara mitosis dan meiosis ?
4. Buat bagan daur sel eukaryot.
5. Apakah bedanya mitosis pada sel hewan dengan sel tumbuhan ?





























LATIHAN IV
PERKEMBANGAN SEL TELUR


Tujuan :
Menunjukkan peranan mitosis dalam proses pertumbuhan dan perkembangan telur katak yang telah dibuahi.

Landasan teori :
Serentetan pembelahan mitosis yang dibagi menjadi beberapa fase pertumbuhan mengantarkan perkembangan zigot menjadi individu. Bagian awal proses perkembangan ini disebut pembelahan (cleavage atau segmentation). Proses ini berlangsung amat singkat sesudah pembuahan (fertilisasi). Telur yang telah dibuahi membagi diri dengan mitosis menjadi dua sel, selanjutnya masing-masing membelah lagi, dan proses ini terus berlanjut, dengan jumlah sel yang selalu bertambah. Sel-sel anak hasil pembelahan itu disebut blastomer. Selanjutnya akan diikuti dengan pembelahan blastula dan kemudian grastula.

Alat dan bahan :
1. Sediaan awetan beberapa stadium perkembangan telur katak.
2. Mikroskop.

Cara kerja :
1. Amati setiap stadium perkembangan sel telur katak yang tersedia dengan mikroskop (400x).
2. Carilah bagian-bagian sebagai berikut dan catat pada stadium apa bagian tersebut terdapat : blastocoel, yolk cell, blastopore, dorsal lip.
3. Gambar dan berikan penjelasannya berdasarkan pengamatan anda.


PEMBELAHAN
Pembelahan atau cleavage atau juga disebut segmentasi, terjadi setelah pembuahan. Zigot membelah berulang kali sampai terdiri dari berpuluh sel kecil yang disebut blastomere. Pembelahan itu bisa meliputi seluruh bagian, bisa pula hanya pada sebagian kecil zigot. Pada umumnya pembelahan itu secara mitosis. Meski sewaktu-waktu dapat juga disertai oleh adanya pembelahan inti yang terus menerus tanpa diikuti sitoplasma.

Bidang pembelahan
Bidang yang ditempuh oleh arah pembelahan ketika zigot mengalami mitosis terus menerus menjadi banyak sel, disebut bidang pembelahan.
Ada 4 macam bidang pembelahan (Gb. 8) :
1. Bidang meridian, melewati poros kutub animal-vegetal.
2. Bidang vertikal, lewat tegak sejak kutub animal sampai vegetal.
Bedanya dengan meridian, tidak melewati poros kutub animal-vegetal zigot. Bidang vertikal sejajar dengan atau mungkin juga melintang bidang meridian.
3. Bidang ekuator, tegak lurus terhadap poros kutub animal-vegetal dan di pertengahan antara kedua kutub.
4. Bidang latitudinal, sejajar dengan bidang ekuator.









Gambar 8
Bidang pembelahan
A. equator B. latitudinal C. meridian D. vertikal KA = kutub animal KV = kutub vegetal
Sifat pembelahan :
1. Daerah deutoplasma yang padat (lapisan yolk) sukar dilewati pembelahan. Karena itu pembelahan hanya berlangsung di daerah germinal disc pada telur megalecithal.
2. Bidang ekuator serat gelendong tiap pembelahan selalu terletak di pertengahan dan tegak lurus pada poros (memanjang) sel induk.
3. Habis pembelahan kedua sel anak yang terjadi sama besar.

Macam Pembelahan
Ada 3 macam pembelahan (Gb. 9) :
1. Holoblastik, pembelahan mengenai seluruh daerah zigot. Terdapat pada telur homolecithal dan medio lecithal.
Holoblastik dibedakan atas :
a. Holoblastik teratur
Terdapat pada bintang laut (Asterias), Amphioxus dan katak Anura). Disebut teratur karena pembelahan berlangsung secara teratur dilihat dari bidang pembelahan maupun tahap-tahap pembelahan itu.
b. Holoblastik tak teratur
Terdapat pada mammalia (Metatheria dan Eutheria). Bidang dan waktu tahap-tahap pembelahan tak sama dan tak serentak terjadi pada berbagai daerah zigot
2. Meroblastik, pembelahan hanya pada sebagian zigot, yakni di daerah germinal disc. Terdapat pada telur megalecithal.
3. Pembelahan perantaraan holo- dan meroblastik, pembelahan yang tak seluruhnya mencapai ujung daerah kutub vegetal. Terdapat pada telur megalecithal yang berlapisan yolk yang tebalnya sedang, terdapat pada Ganoid dan Dipnoi.













Gambar 9
Macam pembelahan
A. holoblastik B. meroblastik C. perantaraan


Holoblastik
a. Yang teratur
Terdapat pada Asterias (bintang laut), Amphioxus dan aura (katak) . (Gb. 10).
Pembelahan pertama lewat bidang meridian, yang kedua lewat bidang meridian juga tapi tegak lurus pada bidang pembelahan pertama. Terbentuklah 4 sel yang sama besar. Pembelahan ketiga lewat bidang latitudinal, sedikit saja di atas bidang ekuator. Terbentuklah 8 sel, 4 sel sebelah atas lebih kecil disebut micromere, dan 4 sel sebelah bawah disebut macromere.
Pembelahan keempat lewat bidang-bidang meridian, yang serentak membagi dua ke delapan sel. Terbentuklan 16 sel yang terdiri dari 8 micromere dan 8 macromere.
Pembelahan kelima lewat bidang latitudinal, atas dab bawah bidang ekuator. Pada katak, berhubung dengan adanya lapisan yolk yang sedang tebalnya, pembelahan pada macromere lama baru mencapai ujung kutuib vegetal. Akhirnya pada pembelahan kelima ini terbentuklah blastomere yang terdiri dari 32 sel. Sel-sel micromere dan macromere kini terdiri dari 2 lapis masing-masing. Sel-sel macromere lapis bawah lebih besar daripada yang lapis atas.
Pembelahan keenam lewat bidang-bidang meridian, serentak untuk semua sel yang 32 buah, sehingga terbentuklah 64 sel. Pembelahan ketujuh dan kedelapan sukar diikuti. Di akhir pembelahan kedelapan gumpalan sel-sel itu membesar, yang terdiri dari sekitar 70 sel, berbentuk seperti buah pir disebut morula. Morula yang masif, artinya bagian dalamnya buta, tak berongga.
Pada katak tak jelas adanya blastomere bentuk morula itu. Karena blastomere terdiri dari berpuluh-puluh sel secara berangsur terbentuk rongga di bagian tengah yang makin lama makin besar. Rongga itu berisi cairan.

















Gambar 10
Pembelahan pada katak


b. Yang tak teratur
Terdapat pada Eutheria, seperti kelinci, babi, kera, orang. Pembelahan pertama lewat latitudinal, sedikit di atas bidang ekuator. Membagi zigot menjadi 2 sel yang satu sebelah kutub animal lebih kecil. Pembelahan kedua lewat bidang meridian, tapi hanya berlangsung pada micromere kutub vegetal. Terjadilah tingkat 3 sel. Kemudian menyusul micromere, lewat bidang meridian juga. Terbentuklah tingkat 4 sel.
Pembelahan berikutnya berlangsung pada salah satu macromere sehingga terbentuk tingkat 5 sel. Kemudian disusul sel setangganya, terbentuklah tingkat 6 sel. Berikutnya lagi salah satu sel micromere membelah, terbentuklah tingkat 7 sel. Lalu micromere satu lagi, terbentuklah tingkat 8 sel.
Pembelahan selanjutnya lebih sukar diikuti dan tetap tak serentak. Akhirnya terbentuk blastomere yang terdiri dari 60-70 sel, berupa gumpalan yang masif, disebut morula (Gb.11).





















Gambar 11
Pembelahan pada mammalia
A. tingkat 2 sel B. tingkat 3 sel C. tingkat 6 sel D. tingkat 8 sel
E. tingkat 16 sel F. tingkat morula (setangkai anggur)



BLASTULA

Sementara sel-sel morula mengalami pembelahan terus-menerus, terbentuklah rongga di tengah, atau pada ayam di bawah germinal disc. Rongga ini makin lama makin besar, berisi cairan. Embrio yang memiliki rongga itu kini disebut blastula, rongganya disebut blastocoel. Proses pembentukan blastula disebut pemblastulaan atau blastulasi.

Macam-macam blastula
Melihat pada bentuk dan susunan blastomerenya blastula dibagi atas 3 macam :
1. Coeloblastula
Bentuk bola, disebut juga blastula bundar. Berasal dari telur homolecithal dan mediolecithal (Gb. 12). Yang homolecithal ialah yang mengalami pembelahan secara holoblastik teratur (Amphioxus).













Gambar 12
Coeloblastula (irisan)
A. Amphioxus B. Katak bl = blastocoel mi = micromere


2. Discoblastula
Bentuk cakram, disebut juga blastula gepeng, berasal dari telur homolecithal yang mengalami pembelahan holoblastik tak teratur, dan telur megalecithal yang membelah secara meroblastik. Blastula berada di atas yolk atau jaringan penyalur makanan. Pada Pisces, Reptilia, Aves dan Monotremata blastula disebut germinal disc.
Blastomere terdiri dari 2 bagian :
a. Jaringan embrio ialah yang tumbuh jadi embrio.
b. Jaringan periblast yang menyalurkan makanan dari yolk di bawah (Gb. 13).
















Gambar 13
Discoblastula
A. irisan median B. tampak atas ao = area opaca ap = area pellucida blc = blastocoel
bld = blastoderm per = periblast to = yolk


EPIBLAST DAN HYPOBLAST
Ada pula yang memberi nama 2 daerah utama blastula :
1. Epiblast, bagi blastomere yang terletak sebelah atas atau daerah kutub animal.
2. Hypoblast, bagi blastomere yang terletak sebelah bawah atau daerah kutub vegetal.
Karena itu pada tingkat blastula sudah dapat dibedakan 2 daerah utama. Disebut juga bahwa pada tingkat blastula mulai dikenal 2 lapis benih : epiblast dan hypoblast. Epiblast sebagian besar menumbuhkan ectoderm (kulit luar), hypoblast menumbuhkan endoderm (kulit dalam).

3. Stereoblastula
Blastula bentuk bola seperti coeloblastula, tapi masif. Kalau ada juga celah antara sel bukan merupakan rongga yang lapang. Terdapat juga Gymnaphiona dan Ganoid (Gb.14).








Gambar 14
Stereoblastula




Daerah bakal pembentuk alat
Blastula memiliki daerah-daerah sel yang akan menjadi bakal pembentuk alat. Pada embriogenesis berikutnya daerah-daerah itu akan bergerak menyusun diri untuk menjadi lapisan-lapisan atau jejeran sel tersendiri.
Dikenal 5 daerah bakal pembentuk alat :
1. Bakal ectoderm epidermis.
2. Bakal epidermis ectoderm saraf.
3. Bakal notochord (kadang juga dengan pre-chorda).
4. Bakal mesoderm.
5. Bakal endoderm (disebut juga entoderm)

Katak
Epiblast akan meliputi daerah-daerah bakal ectoderm epidermis dan saraf, mesoderm dan notochord. Sedangkam hypoblast akan menjadi daerah bakal endoderm.
Bakal ectoderm epidermis mengisi sebagian besar daerah epiblast berbentuk sabit yang luas. Bakal ectoderm saraf dan notochord berupa sabit juga, keduanya berdempetan, bakal ectoderm daraf terletak sebelah atas. Bakal mesoderm terletak di samping sabit notochord, yang nanti akan menentukan daerahkiri kanan embrio. Bakal endoderm mengisi seluruh hypoblast di paling bawah blastula (Gb. 15)














Gambar 15
Daerah bakal pembentuk alat blastula katak
A. tampak samping B. tampak depan C. irisan A


Totipotent
Blastula awal memiliki sifat totipotent, yakni kemampuan menumbuhkan segala macam bakal pembentuk alat (disebut juga pluri potent). Oleh proses differensiasi maka kemampuan sekelompok sel bertotipotent akan menuru, sampai sama sekali hanya menumbuhkan sejenis jaringan tertentu. Pada akhir blastula atau awal grastula (lihat bab berikut) terbentuklah sel-sel yang bersifat determinant, yakni hanya mampu tumbuh menjadi sejenis jaringan tertentu.
Untuk terjadinya embriogenesis dan sifat totipotent harus ada pusat organisasi, yang bekerja mengatir semua pertumbuhan, differensiasi dan determinasi. Pusat organisasi itu berada di suatu daerah blastula.

Kembar
Adanya embrio kembar berhubungan erat dengan sifat totipotent dan pusat organisasi.
Dikenal 2 jenis kembar :
1. Kembar fraternal
Ialah dua atau lebih embrio tumbuh dari ovum sendiri-sendiri dan dibuahi sendiri-sendiri pula oleh spermatozoa yang berbeda.
Pada orang, anak kembar yang lahir bisa berbeda banyak dalam karakter, termasuk jenis kelamin.
2. Kembar identik
Ialah dua atau lebih embrio tumbuh dalam satu zigot.
Anak kembar yang lahir sangat banyak memiliki persamaan karakter, jenis kelamin dan susunan genetis.

Masing-masing individu kembar baru akan sempurna jika sifat totipotent dan pusat organisasi terbagi rata bagi tiap embrio pada tingkat blastula. Kalau tak terbagi rata, salah satu individu tumbuh tak sempurna, lahir cacat atau mati.



GASTRULA

Gastrula
Pertumbuhan mengiringi tingkat blastula ialah gastrulasi atau penggastrulaan, dan embrio yang terjadi disebut dalam tingkat gastrula. Pada tingkat ini terjadi proses dinamisasi daerah-daerah bakal pembentuk alat pada blastula, diatur dan dideretkan sesuai dengan bentuk dan susunan tubuh species bersangkutan. Istilah gastrula dari kata gastrum atau gaster (lambung), karena pada tingkat ini terbentuk rongga bakal jadi saluran pencernaan kelak. Rongga gastrula itu disebut gastrocoel atau archenteron.

Lapis benih
Pada blastula terbentuk 2 lapis benih : epiblast (sebagian besar bakal jadi ectoderm) dan hypoblast (bakal jadi endoderm). Pada gastrula 2 lapis benih ini menjadi 3 lapis : ectoderm, endoderm dan mesoderm.
Inilah lapis benih yang lengkap. Ectoderm lapis benih luar, endoderm sebelah dalam dan mesoderm di tengah.

Gerakan Gastrulasi
Dalam proses gastrulasi dan penggastrulaan di samping terus menerus terjadi pembelahan dan perbanyakkan sel, terjadi pula berbagai macam gerakan sel di dalam usaha mengatur dan menderetkan mereka sesuai dengan bentuk dan susunan tubuh individu dari species bersangkutan.

Ada 2 kelompok gerakan yaitu :
1. Epiboli
Ialah gerakan melingkup, terjadi di sebelah luar embrio. Berlangsung pada bakal ectoderm epidermis dan saraf. Gerakan yang besar berlangsung menurut poros bakal anterior-posterior tubuh. Sementara bakal mesoderm dan endoderm bergerak, epiboli menyesuaikan diri sehingga ectoderm terus menyelaputi seluruh embrio (Gb. 16).
















Gambar 16
Epiboli embrio katak
A. awal proses epiboli B. akhir blc = blastocoel ep = epiblast hy = hypoblast
Tanda panah ialah arah gerakan epiboli



2. Emboli
Ialah gerakan menyusup, terjadi di sebelah dalam embrio. Berlangsung pada daerah-daerah bakal mesoderm, notochord, pre-chorda dan endoderm. Daerah-daerah itu bergerak ke arah blastocoel.
Dibagi menjadi 7 macam :
a. Involusi : gerakan membelok ke dalam.
b. Konvergensi : gerakan menyempit.
c. Invaginasi : gerakan mencekuk dan melipat suatu lapisan.
d. Evaginasi : gerakan menjulur suatu lapisan.
e. Delaminasi : gerakan memisahkan diri sekelompok sel dari kelompok utama atau
lapisan asal.
f. Divergensi : gerakan memencar, sebaliknya dari konvergensi.
g. Extensi : gerakan meluas.

Ini menyertai gerakan epiboli di sebelah luar, sedangkan extensi gerakan di sebelah dalam embrio (Gb. 17).



























Gambar 17
Gerakan-gerakan gastrulasi
Tanda panah arah gerakan : A dan B ialah urutan proses. Tanda panah putus-putus : gerakan di dalam embrio.
Ep = epiblast ; epl = epiboli ; ex = extensi (di dalam embrio)


Sesuai dengan adanya 2 macam blastula (yang satu macam lagi tidak kita ulas lagi, maka gastrula pun dapat dibedakan atas 2 macam yakni :
1. Gastrula bundar.
2. Gastrula gepeng.

Contoh gastrula

Katak
Epiboli berlangsung pada ectoderm serentak dengan terjadinya berbagai proses emboli, sehingga ectoderm selalu menyelaputi seluruh embrio. Sementara itu bakal ectoderm saraf meluas terbatas pada daerah dorso-median embrio, sepanjang poros anterior-posterior, berbentuk perisai, disebut keping neural atau keping saraf.
Invaginasi hypoblast di celah yang terbentuk pada awal proses. Celah itu terletak di dorsal, disebut bibir dorsal blastopore. Bibir ventral terletak di sebelah berlawanan. Blastopore sendiri berbentuk bundar, ditutupi sebagian besar oleh yolk plug (sumbat yolk).
Bakal pre-chorda menyerta invaginasi ini di daerah dorso-median bibir dorsal, bergerak ke arah bakal anterior embrio. Diikuti oleh bakal notochord yang bergerak ke posterior ke arah bibir dorsal, lalu berinvolusi di daerah dorso-median mengikuti pre-chorda. Sel-sel notochord yang terletak di bibir lateral bergerak pula secara konvergensi menuju bibir dorsal. Notochord akan terletak di dorsal-median persis di bawah bakal ectoderm saraf.
Bakal mesoderm yang terletak di kedua sisi bakal notochord berkonvergensi ke bibir dorsal, lalu berinvolusi ke celah antara ectoderm dan endoderm di kedua sisi embrio, dan juga ke daerah ventral (Gb. 18)
Sementara proses emboli dan epiboli berlangsung terjadi pusingan gastrula sekitar 40o di daerah yolk plug menurut arah berlawanan dengan jarum jam, sehingga gumpalan yolk yang banyak yang tadinya di posterior embrio, menjadi daerah ventral atau bakal perut


























Gambar 18
Gastrulasi katak
A,B,C urutan gastrulasi. Tanda panah pada B ialah arah rotasi beberapa puluh derajat embrio sehingga jadi terletak seperti pada gambar C. D embrio tampak atas, setelah ectoderm saraf diangkat, memperlihatkan mesoderm sebagai sayap kiri-kanan notochord dan pre-chorda. E, F susunan sel dalam embrio pada akhir gastrulasi : E irisan memanjang, F irisan lintang. bd = bibir dorsal ; blc = blastocoel (sisa) ; blp = blastopore ; bv = bibir ventral ; ece = ectoderm epidermis ; ecs = ectoderm saraf ; en = endoderm ; gas = gastrocoel ; in = invaginasi gastrulasi awal ; mes = mesoderm ; no = notochord ; yp = yolk plug. Ciri daerah-daerah pada A, B, C, D seperti gambar-gambar sebelumnya.


















INOVASI TOPIK EMBRIOLOGI

TUJUAN INSTRUKSIONAL KHUSUS
Mahasiswa memperoleh gambaran jelas dan mampu menjelaskan tentang :
1. Pertumbuhan dan deferensiasi sel.
2. Proses fertilisasi.
3. Proses perkembangan sel telur yang telah dibuahi.
4. Proses perkembangan zigot,embrio sampai lahir dan kelainannya.
5. Hubungan sistem hormonal dan proses gametogenesis.

SKENARIO TOPIK EMBRIOLOGI
• Dina dan Dini adalah anak kembar, keduanya mempunyai ciri fisik yang sukar sekali dibedakan. Sifat dan perilaku keduanya juga tidak jauh berbeda. Setelah keduanya menikah, si Dina melahirkan bayi kembar laki-laki dan perempuan wajah keduanya tidak mirip,dalam perkembangannya terlihat sifat keduanya juga sangat berbeda.Dini melahirkan bayi laki-laki tidak kembar.

PERTANYAAN
1. Dina dan Dini termasuk jenis kembar apa?
2. Bagaimana proses terjadinya anak kembar dan faktor yang mempengaruhi?
3. Jelaskan perbedaan antara kembar identik dan kembar fraternal
4. Jelaskan perbedaan macam-macam kembar identik.

BUKU BACAAN YANG DIANURKAN
 Embriologi manusia
 Genetika manusia
 Biologi sel

Tidak ada komentar:

Posting Komentar