Gametogenesis-1.docx

BAB I PENDAHULUAN A. LATAR BELAKANG Salah satu ciri makhluk hidup adalah kemampuan untuk berkembang biakdimana individu yang dilahirkan akan serupa dengan orang tuanya, contohnya mata yang berwarna coklat dan pada tumbuhan seperti mahkota bunga yang berwarna merah hal ini di sebabkan karena adanya gen di dalam tubuh makhluk hidup tersebut, gen merupakan substansi pembawa warisan sifat yang terdapat di dalam kromosom. Tahap awal dari proses pewarisan sifat tersebut adalah pembentukan gamet atau sel kelamin yang sering disebut dengan proses gametogenesis melalui proses pembelahan sel secara meiosis, sedangkan pembelahan sel dibagi atas mitosis dan meiosis dimana apabila sel somatik ( sel tubuh) makhluk hidup rusak maka akan terjadi proses regenerasi melalui proses pembelahan mitosis. Pembentukan gamet jantan terjadi di dalam kotak spora, dimana langkah pertama untuk membuat serbuk sari yaitu proses mikrogametogenesis. Proses ini dimulai dengan pembelahan meiosis sel induk mikrospora yang menghasilkan empat sel anakan yang bersifat haploid. Setelah itu masuk ke tahapan mikrogametogenesis yaitu proses pematangan mikrospora sehingga menjadi serbuk sari yang fungsional. Pada proses pematangan tersebut terdapat dua tahap yang melibatkan pembelahan mitosis sel mikrospora, tahap pertama yaitu pembelahan inti dan sitoplasma sel mikrospora, sehingga terbentuknya sel tabung (vegetatif) dan generatif (berada di dalam sel tabung), sel ini berada di dalam serbuk sari. Dan apabila serbuk sari berhasil menempel ke kepala putik, sel vegetatif tersebut akan membuka jalan bagi sel generatif untuk dapat masuk ke dalam ovarium. Pembentukan sel

gamet betina terjadi di putik atau pistium, dimana

pistium ini terbagi atas tiga bagian yaitu kepala putik ( stigma), tangkai putik (stillus) dan ovarium. Didalam ovarium proses megasporagenesis terjadi. Tahap megasporagenesis diawali dengan pembelahan secara meiosis oleh megaspora, sehingga menghasilkan empat sel megaspora haploid, dimana tiga sel

yang berukuran kecil akan mengalami degfragasi sedangkan satu lagi masuk ke dalam tahapan mitosis sebanyak tiga kali, sehingga menghasilkan delapan inti sel yang terbagi menjadi dua kelompok dengan ujung yang berlawanan, dimana satu inti pada tiap kelompok akan bergerak menuju tengah sel, dua sel ini yang disebut dengan inti kutub atau inti polar, tiga inti akan berada di dekat miropili yaitu sinergit

dan inti telur, sedangkan tiga bsel yang berlawanan tempat disebut

dengan antipoda.

Setelah sel generatif mikrosporogenesi masuk ke dalam ovarium, maka tahap selanjutnya yaitu tahapan fertilisasi. Fertilisasi adalah proses pembuahan atau peleburan sel gamet jantan dan sel gamet betina. Pada tumbuhan angiospermae dan gymnospermae terdapat cara fertilisasi yang berbeda.

Pada tanaman angiospermae dimana di dalam bakal biji terdapat 2 buah inti, yaitu inti kandung lembaga sekunder dan inti telur, dimana inti sperma satu atan membuahi sel telur sehingga terbentuknya zigot, sedangkan sel sperma dua akan membuahi inti kandungan sekunder, sehingga terbentuknya putik lembaga, dikarnakan pembuahan terjadi selama dua kali maka disebut dengan pembelaan ganda.

Pada tanaman gymnospermae, inti dari spermatozoid

dimana yang

menghasilkan serbuk sari akan membuahi sel telur sehingga menghasilkan zigot saja, dikarnakan pembuahan hanya terjadi sekali maka disebut dengan pembelahan tunggal, contohnya pada tumbuhan kacang mete.

B. TUJUAN Praktikum kali ini bertujuan untuk memahami bagaimana masing-masing gamet bisa mengandung material genetik yang berbeda sebagai implikasi dari pembelahan meiosis, sehingga dapat digambarkan dan dijelaskan proses fertilisasidan gametogenesis.

BAB II LANDASAN TEORI Gametogenesis adalah proses terbentuknya gamet, baik gamet jantan maupun gamet betina. Peristiwa gametogenesis yang juga merupakan proses proses pembalahan meoisis terjadi pada pada organ reproduksi hewan atau tumbuhan. Hasil dari gametogenesis adalah sel-sel kelamin jantan dan betina yang siap mengadakan pembuahan, dan kalau menjadi menjadi makhluk hidup yang baru. Gametogenesis juga dapat diartikan sebagai proses yang mengubah plasma germinal menjadi sel-sel kelamin yang sangat terspesialisasi, sehingga melakukan fertilisasi untuk menghasilkan individu baru (Tim Penyusun, 2014). Semua gamet yang terlibat dalam reproduksi geberatif yang dihasilkan melalui proses meiosis. Pada pembentukan gamet jantan (mikrosporogenesis) empat sel haploid dihasilkan dari setiap pembelahan meiosis yang lengkap. Sel-sel ini disebut mikrospora. Mikrospora ini ini menjadi masak menjadi serbuk (pollen grans) pada kepala sari (arther). Sebelum penyerbukan, inti sel di dalam sebuk sari membelah secara mitosis membentuk dua inti sel, satu diantaranya yaitu inti sel tabung, tetap utuh. Inti sel yang lain akan membelah sekali lagi membentuk dua inti sel generatif atau inti sperma. Jadi hasilnya adalah satu butir serbuk sari yang terdiri dari tiga inti sel yang masimg-masing mempunyai kromosom 1n (Weish, 1991) Selanjutnya pembentukan gamet betina (megasporagenesis) ada empat sel haploid, tiga diantaranya dihasilkan melalui meiosis di dalam sel induk megaspora yang berasal dari regenerasi sebelumnya. Sel yang tertinggal membesar menjadi kandung embrio. Berlangsungnya tiga tahap pembelahan mitosis sehingga tercapai delapan inti sel 1 n yang akan bergerak pada posisi satu sel telur dan dua sel sinergis terletak diujung ovarium dekat dengan mikrofil dan dua inti sel polar terletak di tengah-tengah landing emrio (Weish, 1991) Sebelumnya, akan terjadi antesis yaitu pemasakan kepala sari yang diikuti dengan pemanjangan tangkai sari (filament) pada bunga, jenis pemanjangan tangkai ini bertujuan agar kepala sari mencuat dari bunga. Dengan cara demikian, serbuk sari akan mudah tersebar ketumbuhan lainnya. Pada puncak pemasakan

kepala sari akan terbuka atau pecah untuk menyebarkan butir serbuk sari yang sama (Weish, 1991) Reproduksi

seksual

melibatkan

pembentukan

gamet-gamet

(gametogenesis) dan penyatuannya (fertilisasi). Gametogenesis hanya terjadi dalam sel-sel khusus (garis nutfah, germ line) dan organ-organ reproduksi. Gamet-gamet mengandung sejumlah kromosom haploid (n), tetapi berasal sel-sel diploid (2n) dan garis nutfah. Rupanya jumlah kromosom direduksi menjadi setengahnya pada waktu gametogenesis. Proses reduksi ini disebut meiosis. Meiosis yang pertama merupakan suatu pembelahan reduksi yang menghasilkan dua hasil haploid dari satu sel diploid. Pembelahan meosis kedua merupakan pembelahann ekuasional yang memisahkan pasangan kromatid-kromatid sel-sel haploid (Stasisfield, 1991) Pada reproduksi seksual menyebabkan adanya variasi genetik dan memungkinkan terjadinya perkembangan populasi yang spesifik teradaptasi terhadap lingkungan sekelilingnya, oleh sebab itu individu yang dihasilkan cenderung memiliki daya tahan yang lebih baik. Akan tetapi, ketika kombinasi sifat yang diinginkan telah ditemukan, reproduksi secara aseksual berisiko kehilangan individu tersebut dalam proses yang acak. Reproduksi aseksual tidak melibatkan adanya pembentukan gamet, melalui meiosis maupun peleburan dua gamet yang berbeda (fertilisasi). Reprodukasi cara ini dilakukan secara mitosis membentuk individu baru yang identik secara genetik dengan induknya. Kedua metode reproduksi memiliki keuntungan dan kekurangan (Irlawati, 2000) Reproduksi pada tumbuhan terbagi atas reproduksi vegetatif dan reproduksi generatif. Reproduksi vegetatif pada tumbuhan dapat dilakukan secara tidak kawin buatan atau reproduksi vegetatif buatan, yakni berkembangbiaknya tumbuhan dengan bantuan campur tangan manusia (Nugroho,2006) Pada awal gametogenesis inti serbuka sari membelah menjadi dua sel, yakni sel vegetatif dan sel generatif. Kedua sel tersebut ukurannya tidak sama. Sel vegetatif lebih besar dibandingkan dengan sel generatif. Selanjutnya sel generatif membelah secara mitosis mengahasilkan dua sel sperma. Dinding inti pada

beberapa jenis terdiri dari kalosi. Setelah pembelahan mitosis, sel vegetatif melanjutkan pertumbuhan, organel sel bertambah jumlah dan ukurannya, vakuola semakin menghilang. Setelah lepas dan dinding sel generatif bentuknya sepsis. Bentuk ini selalu berubah selama perkembangan butir pollen. Sperma dibentuk dari pembelahan mitosis inti sel generatif (Nugroho, 2006) Tumbuhan mengasilkan biji terbagi atas gymnospermae dan angiospermae. Pembuahan pada tumbuhan bukan hanya peleburan sperma dengan ovum, sperma membuahi inti kandung lembaga sekunder yang menghasilkan endospermae tempat cadangan makanan disimpan. Reproduksi pada tumbuhan terdiri dari reproduksi vegetatif dan reproduksi generatif. Reproduksi vegetatif, antara lain dengan membentuk zoospore , fragmentasi dan membelah diri. Dengan membentuk oospora berupa sel produksi aseksual yang memilki flagel (Campbell, 2003) Reproduksi tumbuhan secara vegetatif dapat dilakukan secara tak kawin atau tanpa perkawinan antara sel kelamin jantan dengan sel kelamin betina. Sedangkan reprodusi secara generatif terbagi menjadi dua, yaitu Angiospermae dan Gymnospermae. Daur hidup Angiospermae, tumbuhan bunga, mirip dengan daur hidup Gymnospermae. Pada Angiospermae, mikrospora dan megaspora terbentuk dalam bunga. Pada umumnya, bunga itu sempurna, artinya setiap bunga mempunyai mikrosporangia dan megasporangium dan dengan demikian membentuk kedua macam spora. Mikrospora terjadi di dalam stamen (benang sari) dan megaspora didalam pistillum (Kimball, 2000). Pada Angiospermae bakal biji tertutup didalam megasporofil yang bermodifikasi dan disebut daun buah. Serbuk sari harus menembus jaringan daun buah tersebut sebelum mencapai bakal biji untuk membuahinya. Serbuk sari dibentuk dalam anter. Meiosis pada setiap sel induk spora menghasilkan pembentukan empat mikrospora. Kemudian masing – masing berkembang menjadi serbuk sari ber sel dua dengan dinding luar yang kasar. Satu sel serbuk sari disebut sel tabung, yang lain disebut sel generatif. Pistil terdiri atas stigma stillus dan ovarium yang terdiri atas ruang yang berisikan megasporanya, ovum

(bakal biji). Jumlah dan susunan bakal biji didalam bakal buah (indung telur, ovarium) sangat beragam dari spesies ke spesies (Loveless, 1999) Pada beberapa kelompok angiospermae pemindahan butir – butir serbuk sari dilakukan oleh angin, misalnya rumput. Angiospermae banyak dibantu berbagai hewan dalam penyerbukannya. Pada galibnya bunga yang disebuki sereangga itu sempurna, adanya stamen dan pistil pada satu bunga. Ada dua keuntungan yang didapat . Pertama adanya kecenderungan lebih sering terjadi penyerbukan. Bunga tidak sempurna, dengan salah satu saja yang ada, perlu dikunjungi secara bergantian agar dicapai efisiensi sebanding sebagai polinator. Kedua, jika tidak berlangsung penyerbukan antara bermacam bunga, maka bunga tersebut masih dapat menyerbuk sendiri. Pembentukan buah tetap ada meski kebanyakan serupa gamet – gametnya akan mengurangi banyaknya variabilitas pada keturunannya (Kimball, 2000) Bunga Angiospermae sebenarnya dimodifikasi sedemikian sehingga yang lebih umum terjadi ialah penyerbukan sendiri. Mekanisme yang menjamin penyerbukan silang adalah adanya bunga tak sempurna pada tumbuhan terpisah. Spesies yang mempunyai bunga seperti ini, contohnya pohon kurma, salak, pepaya, yang disebut berumah dua (dioecious). Spesies dengan bunga tak sempurna pada satu tanaman dinamakan tumbuhan berumah satu (monoecious). Pembuahan di antara bunga – bunga ini menghasilkan tidak lebih banyak keragaman yang turun menurun dibandingkan dengan penyerbukan sendiri pada satu bunga. Pada banyak angiospermae , misalnya clover merah dan beberapa variates apel, serbuk sarinya tidak akan berkecambah pada stigma tanaman yang sama. Tanaman seperti ini disebut steril sendiri (Nugroho, 2006). Semua

tumbuhan

Gymnospermae

berupa

tumbuhan

berkayu,

tetapi

menunjukan bentuk pertumbuhan yang sangat bervariasi, yang mencakup pohon tinggi (kebanyakan konifer), pohon yang mirip palem (sikas), juga perdu dan liana.Selain memiliki biji yang telanjang, gymnospermae dicirikan oleh adanya daun yang biasanya selalu hijau dan menjangat dan karena tidak adanya pembuluh pada xilem dan floem. Pada awal sejarah bumi gymnospermae merupakan tipe vegetasi yang dominan. Gymnospermae yang masih hidup termasuk kedalam dua

kelompok utama, yaitu sebuah kelompok yang berupa tumbuhan mirip palem dan disebut sikas dan satu lagi yang lebih besar kelompoknya , yang memiliki runjung yang jelas, yang disebut konifer (Loveless, 1999) Gymnospermae

membawa

bekal

bijinya

diluar

pada

permukaan

megasporofilnya atau struktur analognya yang disebut sisik pendukung bakal biji (ovulife rous scales), yang berkelompok menjadi strobilus yang berkayu dan disebut runjung (kecuali pada cycas, diantara wakil kelompok ini yang masih hidup). Yang paling dikenal diantara gymnospermae konifer. Generasi sporofit (yang merupakan bagian satu – satunya yang biasa tampak) membentuk dua spora yang berbeda.Mikrospora berkecambah dan dan tumbuh menjadi generasi gametofit jantan dan dalam megaspora berkembang menjadi generasi gametofit betina. Masing – masing diproduksi dalam sporangiumnya, yang dinamakan dengan mikrosporangium dan megasporangium (Kimball, 2000) Gametofit Gymnospermae lebih dari suatu meknisme reproduktif. Kedua gametofit jantan dan

betina itu amat kecil dan seluruhnya bergantung pada

sporofit tetuanya untuk makanannya. Gametofit dapat dperitemukan hanya dengan bantun struktur generasi sporofit tetuanya. Embrioyang berkembang itu tidak lagi dilindungi oleh generasi gametofit sebagaimana pada limut dan pakupakuan, tetapi memperoleh makanan dan perlindungannya dari sporofit tertuanya. Endosperma itu gametofitik, tetapi cadangan makanannaya berasal dari sporifitnya. Generasi sporofit melanjutkan penyebaran spesiesnya. Hal ini tidak dilaksanakan oleh spora-spora terbawa angin, melainkan oleh biji-biji yang terbawa angin (Campbell, 2003)

BAB III BAHAN DAN METODE A. WAKTU DAN TEMPAT Praktikum ini dilaksanakan pada hari Selasa, 12 Februari 2019 pukul 16.00 – 17.40 WIB di laboratorium Genetika Dasar, Fakultas Pertanian Universitas Andalas, Padang. B. ALAT DAN BAHAN Dalam praktikum ini alat dan bahan yang digunakan adalah pensil atau spidol dan alat-alat tulis lainnya yang membantu dalam menggambarkan lokus, kromosom

dan

sister

kromatid,

menggambarkan

proses

meiosis

pada

mikrosporogenesis, menggambarkan proses meiosis pada makrosporogenesis, serta menggambarkan proses pematangan gamet dan fertilisasi.

C. METODE a. Lokus, kromosom homolog dan sister kromatid 1. Asumsikan jumlah kromosom suatu sel adalah 6 (2n = 2x = 6) 2. Gambarkan 3 pasang kromosom homolog dengan 3 jenis warna berbeda. Untuk menandai homolognya, gambarkan dengan warna yang lebih muda. Misalnya merah//merah muda –biru tua//biru muda. 3. Tandai lokus dengan masing-masing kromosom dengan alel A dan alel B pada kromosom pertama, dan alel a serta alel b pada kromosom pasangannya. Selanjutnya tandai alel c dan alel C pada pasangan kromosom kedua dan alel D serta alel d pada pasangan kromosom ke-3. 4. Tunjukkan bagaimana terbentuk sister kromatid dan perhatikan bagaimana proses meiosis akan menghasilkan keragaman warna kromosom pada sel anak yang dihasilkan. Ini menunjukkan bahwa sel anak yang dihasilkan memiliki berbagai variasi alel yang dimiliki oleh tetua maupun variasi alel yang tidak dimiliki oleh tetua sebelumnya karena adanya proses pindah silang antara non-sister kromatid.

b. Spermatogenesis, oogenesis dan fertilisasi 1. Gambarkan tahapan makrosporogenesis dan mikrosporogenesis dengan komposisi masing-masing gen sebagaimana diatas. 2. Lengkapi dengan proses pematangan gamet dan fertilisasi.

DAFTAR PUSTAKA Suryo,1996.Genetika.Gadjah Mada Univesity Press : Yogyakarta. Crowder L. V. 1982. Genetika Tumbuhan. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press. Yatim, W. 1991. Genetika. Tarsito. Bandung. Campbell, NA. 2003. Biologi. Jilid 3. Jakarta : Erlangga. Kimball,W John. 2000. Biologi Jilid 2 edisi ke-5. Jakarta. Erlangga. Loveless,A.R. 1999. Prinsip-Prinsip Tumbuhan Untuk Daerah Tropis. Jakarta. Erlangga. Irlawati. 2000. Ringkasan Materi Olimpiade Internasional. Bandung. ITB. Nugroho, L. Hartanto. 2006. Struktur dan Perkembangan Tumbuhan. Jakarta. Penebar Swadaya. Ardhianto. D, dkk. 2009. Biologi Reproduksi Bunga Cassine koordersii. Vol :12(1):20.