REPRODUKSI SEL (MATERI)

I. Pembelahan Sel 

Pembelahan sel pada makhluk hidup memiliki beragam tujuan.  
Pada organisme unisel pembelahan sel merupakan cara reproduksi untuk memperbanyak keturunan. 
Pada organisme multisel, pembelahan sel bertujuan:
 Untuk pertumbuhan 
 Untuk diferensiasi 
 Untuk mengganti sel dan jaringan tubuh yang rusak 
 Untuk menghasilkan sel gamet (sel kelamin) untuk melakukan reproduksi. 

Reproduksi atau pembelahan sel pada makhluk hidup dibedakan atas pembelahan amitosis, mitosis, dan meiosis.  
Siklus Sel 
Siklus sel merupakan aktivitas sel dari suatu pembelahan ke pembelahan berikutnya. 
Ada dua fase dalam siklus sel ini, yaitu:
1.  fase interfase (fase istirahat), dimana pada tahap ini meliputi: 
 Fase G1  (gap 1), sel mengalami pertumbuhan dan persiapan pembelahan
 Fase S (sintesis), terjadi replikasi DNA
 Fase G2 (gap 2), terjadi proses duplikasi /penggandaan organel. 
2.  Fase pembelahan sel, terdiri atas dua tahap, yaitu:
 Tahap pembelahan inti (kariokinesis)
 Tahap pembelahan sitoplasma (sitokinesis).

A. Pembelahan Amitosis

Amitosis merupakan pembelahan sel secara sederhana tanpa melalui tahap-tahap tertentu.  Pembelahan secara amitosis terjadi pada organisme unisel, misalnya pada bakteri.

Gambar pembelahan biner pada bakteri 

B. Pembelahan Mitosis 

Pembelahan mitosis merupakan pembelahan sel yang terjadi pada sel somatis atau sel tubuh. 
Tahap pembelahan mitosis:

Tahap siklus sel 

Tabel waktu pembelahan sel pada ujung akar kacang-kacangan

Tahap	Waktu yang dibutuhkan
Interfase	1356 menit
Profase	126 menit
Metafase	24 menit
Anafase	5 menit
Telofase	22 menit
Jumlah	1533 menit

Hasil pembelahan mitosis  

Hasil pembelahan mitosis  adalah diperoleh dua sel anak yang memiliki susunan gen sama dengan gen induk dan memiliki jumlah kromosom yang sama dan bersifat diploid (2n)

C. Pembelahan Meiosis 

Pembelahan meiosis merupakan pembelahan sel yang terjadi pada sel gamet atau sel kelamin.  Pembelahan meiosis disebut juga pembelahan reduksi, karena terjadi pengurangan atau reduksi jumlah kromosom. Pada hewan pembelahan meiosis terjadi pada testis dan ovarium.  Sedangkan pada tumbuhan  terjadi pada kepala sari dan bakal biji.  Tahap pembelahan meiosis, meliputi:

 Profase 1
 Metafase 1
 Anafase 1
 Telofase 1
 Interfase 1
 Profase 2
 Metafase 2
 Anafase 2
 Telofase 2

 

Tahap	Proses yang terjadi
Meiosis I
Profase I	Tahap profase I terdiri atas 5  tahap, yaitu: 1.       Leptoten.  Pada awal  leptoten atau leptonema, kromatin telah berubah menjadi kromosom dengan bentuk panjang seperti benang dan masih dalam keadaan tunggal.  Setelah itu kromosom akan berpasangan dengan pasangan homolognya. 2.       Zigoten.  Pada tahap ini sentrosom membelah menjadi dua dan bergerak menuju kutub yang berlawanan.  Kromosom yang telah berpasangan dengan pasangan homlognya akan saling melilit membentuk ikatan.  Peristiwa ini disebut sinapsis 3.       Pakiten.  Pada tahap ini kromosom mengadakan penggandaan atau duplikasi menjadi dua kromatid dengan sentromer yang masih tetap menyatu.  Tahap ini disebut juga pindah silang  4.       Diploten.  Pada tahap ini kromosom homolog yang mulanya berpasangan saling memisahkan diri. 5.       Diakinesis.  Tahap ini ditandai dengan menghilangnya nukleolus dan selaput inti.  Dua sentriol sampai di kutub pembelahan.  Dari masing-masing sentriol tersebut  muncul gelendong pembelahan sebagai persiapan tahap  metafase I
Metafase I	§  Pasangan kromatid berkumpul di bidang equator §  Sentromer setiap pasang kromatid tetap melekat pada benang gelendng.
Anafase I	§  Kromatid dalam bentuk tetrat saling berpisah dan bergerak  menuju kutub yang berlawanan tanpa adanya pemisahan sentromer.  §  Pada tahap ini terjadi pengurangan atau reduksi jumlah kromosom
Telofase I	§  Kromatid sampai pada kutub  masing-masing §  Kromatid berubah menjadi benang-benang halus (kromatin) §  Benang-benang gelendong menghilang §  Selaput inti (karioteka) dan anak inti terbentuk §  Terbentuk selaput plasma pemisah dibidang equator hingga terbentuk dua sel anak yang haploid.
Meiosis II
Profase II	§  Kromatin berubah kembali menjadi kromosom yang kemudian berubah menjadi kromatid. §  Membran inti dan nukleus menghilang §  Sentrosom membelah sehingga terbentuk dua sentriol §  Sentriol bergerak menuju kutub yang berlawanan §  Dari sentriol muncul benang-benang spindel sehingga terbentuk gelendong pembelahan
Metafase II	§  Pasangan kromatid berkumpul di bidang equator §  Tiap spindel pada gelendong pembelahan memegang kromatid pada sentromernya
Anafase II	§  Sentromer berpisah dan masing-masing kromatid menuju kutub yang berlawanan
Telofase II	§  Kromatid yang telah sampai di kutup menipis dan berubah menjadi kromatin.  §  Selaput inti dan nukleolus timbul kembali §  Pada bidang pembelahan terbentuk sekat yang membagi  sitoplasma menjadi dua bagian (sitokinesis) sehingga terbentuk 4 sel anak yang haploid (n)

Hasil pembelahan mitosis  

Hasil pembelahan mitosis  adalah diperoleh empat sel anak yang memiliki susunan gen rekombinasi dari gen parental dan memiliki jumlah kromosom bersifat haploid (n)

Perbedaan pembelahan mitosis dengan meiosis

	Mitosis	Meosis
1.	Hanya satu kali pembelahan	Terjadi dua kali pembelahan
2.	Dihasilkan 2 sel anak diploid (2n)	Dihasilkan 4 sel anak haploid (n)
3.	Susuan gen sama dengan gen asal	Susuan gen rekombinasi dari kedua parental
4.	Terjadi pada sel somatik dan sel germinal	Hanya terjadi pada sel germinal
5.	Tidak terbentuk tetrat,  sinapsis, dan tidak ada rossing over	Terbentuk tetrat,  sinapsis, dan tidak rossing over
6.	Kromosom terbentuk pada awal profase	Kromosom terbentuk pada akhir profase
7.	Profase terjadi pada waktu yang relatif singkat	Profase terjadi pada waktu yang relatif lama
8.	Pemisahan sentromer di bidang equator langsung terjadi pada tahap anafase	Pemisahan sentromer tidak langsung terjadi pada meiosis I, tetapi pada meiosis II

II. Gametogenesis 

Gametogenesis adalah pembentukan sel kelamin.  Pembentukan sel kelamin pada manusia dan hewan meliputi:  
 Pembentukan sperma pada hewan jantan, disebut spermatogenesis
 Pembentukan ovum pada hewan betina, disebut oogenesis
Pembentukan sel kelamin pada tumbuhan tingkat tinggi meliputi:  
 Pembentukan serbuk sari, disebut mikrosporogenesis
 Pembentukan bakal buah, disebut megasporogensis

A. Gametogenesis pada Hewan dan Manusia 

1. Spermatogenesis 

Spermatogenesis (proses pembentukan sperma) terjadi di tubulus seminiferus pada testis, dimana di bagian tepi dalam dari pembuluh ini terdapat sel induk sperma yang disebut spermatogonium.
Proses spermatogenesis adalah sebagai berikut:
a. Spermatogonium (2n) melakukan pembelahan mitosis berulang-ulang membentuk spermatogonia yang banyak.
b. Masing-masing spermatogonia (2n) berkembang menjadi spermatosit primer.
c. Melalui pembelahan meiosis I spermatosit primer yang diploid menghasilkan 2 spermatosit sekunder yang haploid (n). 
d. Melalui pembelahan meiosis II spermatosit sekunder (n) menghasilkan 2 spermatid (n). 
e. Masing-masing spermatid mengalami pematangan (maturasi) di dalam epididimis menjadi spermatozoa (n).

Gambar proses spermatogenesis

2. Oogenesis 

Oogenesis (proses pembentukan ovum) terjadi di ovarium, dimana pada ovarium tersebut terdapat sel induk ovum yang disebut oogonium.
Proses oogenesis adalah sebagai berikut:
a. Oogonium (2n) melakukan pembelahan mitosis berulang-ulang membentuk oogonia yang banyak.
b. Masing-masing oogonia (2n) berkembang menjadi oosit primer (2n).
c. Melalui pembelahan meiosis I oosit primer yang diploid menghasilkan  oosit sekunder yang haploid (n) dan badan kutub (badan polar) (n).
d. Melalui pembelahan meiosis II oosit sekunder (n) menghasilkan ootid (n) dan badan kutub (n). 
e. Masing-masing ootid mengalami pematangan (maturasi) menjadi ovum (n).
Dari satu oosit primer dihasilkan 1 ovum fungsional dan 3 badan kutub (polosit) yang pada akhirnya akan lenyap.

Gambar proses oogenesis

B. Gametogenesis pada Tumbuhan Angiospermae

1. Mikrosporogenesis 
Mikrosporogenesis merupakan proses pembentukan mikrospora di kepala sari (anthera) yang didalamnya terdapat sel induk mikrospora. 
Proses mikrosporogenesis adalah sebagai berikut:
a. Sel induk spora (2n) melakukan pembelahan mitosis berulang-ulang membentuk sel induk spora yang banyak.
b. Masing-masing sel induk spora (2n) akan berdiferensiasi menjadi mikrosporosit primer (2n).
c. Melalui pembelahan meiosis I mikrosporosit primer yang diploid menghasilkan  2 mikrosporosit sekunder yang haploid (n).
d. Melalui pembelahan meiosis II masing-masing mikrosporosit sekunder (n) menghasilkan 2 mikrospora (n).  Dengan demikian akan dihasilkan 4 mikrospora yang haploid (2n).
e. Kemudian inti dari setiap mikrospora mengalami kariokinesis (pembelahan inti) tanpa diikuti sitokinesis (pembelahan sel) sehingga setiap sel mikrospora memiliki 2 inti sel, yaitu 1 inti vegetatif dan 1 inti generatif.
f. Inti generatif daam perjalanan proses pembuahan melakukan kariokinesis kedua menghasilkan 2 inti generatif.  
 Fungsi inti vegetatif adalah sebagai penunjuk jalan ke bakal buah.  
 Fungsi inti generatif adalah untuk melakukan pembuahan, dimana inti generatif 1 akan membuahi sel telur menjadi ovum sedangkan inti generatif 2 akan membuahi inti kandung lembaga sekunder menjadi endosperm.  

Gambar spermatogenesis pada tumbuhan

2. Megasporogenesis 

Megasporogenesis merupakan proses pembentukan megaspora di dalam pistil pada sebuah putik. Sel induk megaspora berasal dari sel-sel nuselus yang berada dalam pistil.
Proses megasporogenesis adalah sebagai berikut:
a. Sel induk megaspora (2n) melakukan pembelahan mitosis berulang-ulang membentuk sel induk megaspora yang banyak.
b. Masing-masing sel induk megaspora  (2n) akan berdiferensiasi menjadi megasporosit primer (2n).
c. Melalui pembelahan meiosis I megasporosit primer yang diploid menghasilkan  2 megasporosit sekunder yang haploid (n).
d. Melalui pembelahan meiosis II masing-masing megasporosit sekunder (n) menghasilkan 2 megaspora (n).  Dengan demikian akan dihasilkan 4 megaspora yang haploid (2n).
e. 3 dari 4 megaspora akan mengalami degenerasi (lenyap), sedangkan satu megaspora akan melakukan kariokinesis (pembelahan inti) tanpa diikuti sitokinesis sebanyak 3 kali.  Dari proses tersebut dihasilkan 8 inti, yaitu:
 2 inti di tengah merupakan inti kandung lembaga sekunder 
 3 inti di dekat kalaza menjadi inti antipoda (n)
 1 inti di dekat mikropil menjadi sel telur atau ovum (n)
 2 inti berada didekat ovum menjadi sinergid (inti sel yang mendampingi ovum)

Gambar spermatogenesis pada tumbuhan

III. Fertilisasi (Pembuahan)

Fertilisasi merupakan proses  peleburan ovum dengan sperma menghasilkan zigot. 
Fertilisasi pada hewan 
Fertilisasi pada hewan dibedakan atas fertilisasi eksternal dan internal
 Fertilisasi eksternal 
Fertilisasi eksternal merupakan fertilisasi yang terjadi di luar tubuh invidivu betina.  Umumnya terjadi di dalam air.  Misalnya pada amfibi dan pisces, dimana pada proses tersebut hewan betina mengeluarkan ovumnya, sedangkan hewan jantan akan mengeluarkan spermanya, sehingga terjadi peleburan ovum dengan sperma di luar tubuh. 
 Fertilisasi internal 
Fertilisasi internal merupakan fertilisasi yang terjadi di dalam tubuh individu  betina yaitu pada saluran telur (tuba fallofi atau oviduct).  Fertilisasi ini terjadi pada sebagian besar hewan dan manusia.  

 

Gambar proses fertilisasi dan terjadinya anak laki-laki dan perempuan

Fertilisasi pada tumbuhan 

Fertilisasi pada tumbuhan dibedakan atas pembuahan tunggal dan pembuahan ganda. 
a.    Pembuaan Tunggal 
Pada pembuahan tunggal terjadi pembuahan sel sperma dengan ovum  menghasilkan zigot.  Pembuahan ini terjadi pada tumbuhan lumut, paku, dan tumbuhan biji terbuka (gymnospermae). 

 

b.    Pembuaan Ganda

Pada pembuahan tunggal terjadi pembuahan sel sperma dengan ovum  menghasilkan zigot dan peleburan sperma dengan inti kandung lembaga sekunder menghasilkan endosperm (cadangan makanan).  Pembuahan ganda ini terjadi pada tumbuhan berbiji tertutup (angiospermae).

IV.  Peran Pembelahan Sel pada Pewarisan Sifat 

Pada pembelahan meiosis  sel turunan memiliki jumlah kromosom setengah dari kromosom sel induk.  Hal ini berhubungan dengan tujuan pembelahan yaitu memperptahankan agar jumlah kromosom dari generasi ke generasi selalu tetap sehingga mempertahankan eksistensi jenis yang ada.  Pada saat terjadi fertilisasi terjadi peleburan sel sperma dengan ovum dimana masing-masing sel memiliki kromosom yang haploid dengan membawa masing-masing gen.  Dengan demikian gen yang dimiliki seorang anak merupakan peleburan gen yang diwariskan dari ayah dan ibunya. 

Video Reproduksi Sel

Sumber:https://www.youtube.com/watch?v=T2GBQsIj_e8

DOWNLOAD MATERI