Laporan sel hewan dan tumbuhan

BAB I

PENDAHULUAN

A.      Latar Belakang

Kami sadar bahwa dunia sains sangatlah penting bagi kehidupan manusia setiap hari. Maka dari itu kami bermaksud untuk meneliti hal yang terkait dengan dunia sains.

Pernahkah kamu melihat rumah yang sedang dibangun? Rumah dibangun dari susunan batubata yang direkatkan bersama-sama dengan bahan-bahan lainnya. Hal serupa juga terjadi pada makhluk hidup dibentuk oleh sel, ada yang dibangun oleh satu sel atau uniseluler, misalnya bakteri, atau dapat berupa kumpulan sel atau multiseluler, misalnya manusia, hewan dan tumbuhan.

Di dalam sel berlangsung semua kegiatan kehidupan seperti respirasi, ekskresi, transportasi dan sintesis. Pendek kata, sel merupakan unit terkecil yang menyusun tubuh makhluk hidup dan merupakan tempat terselenggaranya fungsi kehidupan.

Untuk apa kita mempelajari sel? Salah satu kemajuan ilmu dan teknologi adalah adanya berbagai penemuan yang diperoleh melalui penelitian pada tingkat sel. Dalam bidang kedokteran, para dokter dan ahli biologi mempelajari cirri-ciri sel kanker. Dalam bidang peternakan, dikembangkan kawin suntik. Sperma dari hewan jantan langsung dimasukkan ke tubuh hewan betina. Sperma yang dipilih pun tentu yang berkualitas unggul. Masih banyak lagi penemuan-penemuan baru yang berkaitan dengan sel. Pada kesempatan kali ini kami meneliti:

1.      Sel hewan dan sel tumbuhan

2.      Mekanisme transport pasif.

Itulah yang akan kami teliti lebih jauh.

B.      Tujuan

1.      Kami dapat membuat preparat amatan sel hewan dan sel tumbuhan

2.      Kami dapat membedakan struktur sel hewan dan sel tumbuhan berdasarkan hasil pengamatan dengan mikroskop

3.      Kami dapat menjelaskan prinsip dasar mekanisme transport pada makhluk hidup melalui proses difusi dan osmosis

4.      Kami dapat membedakan prinsip dasar difusi dan osmosis

5.      Untuk menambah wawasan bagi kita semua.

C.      Rumusan Masalah

1.      Rendahnya pengetahuan kami tentang sel hewan dan tumbuhan serta mekanisme transport pasif

2.      Adakah perbedaan sel hewan dan sel tumbuhan?

3.      Apa yang terjadi dengan irisan kentang yang dimasukkan di dalam air dan larutan gula?

4.      Adakah perbedaan sel Rhoe discolor yang ditetesi dengan air dan larutan gula?

D.     Manfaat

BAB II

KAJIAN TEORI

A.      BEBERAPA TEORI MENGENAI SEL

1. Robert Hooke (1635-1703)

Ia mencoba melihat struktur sel pada sayatan gabus di bawah mikroskop. Dari hasil pengamatannya diketahui terlihat rongga-rongga yang dibatasi oleh dinding tebal. Jika dilihat secara keseluruhan, strukturnya mirip sarang lebah. Satuan terkecil dari rongga tersebut dinamakan sel.

2. Schleiden (1804-1881) dan T. Schwann (1810-1882)

Mereka mengamati sel-sel jaringan hewan dan tumbuhan. Schleiden mengadakan penelitian terhadap tumbuhan. Setelah mengamati tubuh tumbuhan, ia menemukan bahwa banyak sel yang tubuh tumbuhan. Akhirnya ia menyimpulkan bahwa satuan terkecil dari tumbuhan adalah sel. Schwann melakukan penelitian terhadap hewan. Ternyata dalam pengamatannya tersebut ia melihat bahwa tubuh hewan juga tersusun dari banyak sel. Selanjutnya ia menyimpulkan bahwa satuan terkecil dari tubuh hewan adalah sel.  Dari dua penelitian tersebut keduanya menyimpulkan bahwa sel merupakan unit terkecil penyusun makhluk hidup.

3. Robert Brown

Pada tahun 1831, Brown mengamati struktur sel pada jaringan tanaman anggrek dan melihat benda kecil yang terapung-apung dalam sel yang kemudian diberi nama inti sel atau nukleus. Berdasarkan analisanya diketahui bahwa inti sel selalu terdapat dalam sel hidup dan kehadiran inti sel itu sangat penting, yaitu untuk mengatur segala proses yang terjadi di dalam sel.

4. Felix Durjadin dan Johannes Purkinye

Pada tahun 1835, setelah mengamati struktur sel, Felix Durjadin dan Johannes Purkinye melihat ada cairan dalam sel, kemudian cairan itu diberinya nama protoplasma.

5. Max Schultze (1825-1874)

Ia menegaskan bahwa protoplasma merupakan dasar-dasar fisik kehidupan. Protoplasma merupakan tempat terjadinya proses hidup. Dari pendapat beberapa ahli biologi tersebut akhirnya melahirkan beberapa teori sel antara lain:

a. sel merupakan unit struktural makhluk hidup;

b. sel merupakan unit fungsional makhluk hidup;

c. sel merupakan unit reproduksi makhluk hidup;

d. sel merupakan unit hereditas.

B.      Organel Sel

a.      Dinding sel

Dinding sel hanya terdapat pada sel tumbuhan. Dinding sel terdiri daripada selulosa yang kuat yang dapat memberikan sokongan, perlindungan, dan untuk mengekalkan bentuk sel. Terdapat liang pada dinding sel untuk membenarkan pertukaran bahan di luar dengan bahan di dalam sel.
Dinding sel juga berfungsi untuk menyokong tumbuhan yang tidak berkayu.

b.      Membran Plasma

Membran sel merupakan lapisan yang melindungi inti sel dan sitoplasma. Membran sel membungkus organel-organel dalam sel. Membran sel juga merupakan alat transportasi bagi sel yaitu tempat masuk dan keluarnya zat-zat yang dibutuhkan dan tidak dibutuhkan oleh sel. Struktur membran ialah dua lapis lipid (lipid bilayer) dan memiliki permeabilitas tertentu sehingga tidak semua molekul dapat melalui membran sel.

Struktur membran sel yaitu model mozaik fluida yang dikemukakan oleh Singer dan Nicholson pada tahun 1972. Pada teori mozaik fluida membran merupakan 2 lapisan lemak dalam bentuk fluida dengan molekul lipid yang dapat berpindah secara lateral di sepanjang lapisan membran. Protein membran tersusun secara tidak beraturan yang menembus lapisan lemak. Jadi dapat dikatakan membran sel sebagai struktur yang dinamis dimana komponen-komponennya bebas bergerak dan dapat terikat bersama dalam berbagai bentuk interaksi semipermanen Komponen penyusun membran sel antara lain adalah phosfolipids, protein, oligosakarida, glikolipid, dan kolesterol.

Salah satu fungsi dari membran sel adalah sebagai lalu lintas molekul dan ion secara dua arah. Molekul yang dapat melewati membran sel antara lain ialah molekul hidrofobik (CO2, O2), dan molekul polar yang sangat kecil (air, etanol). Sementara itu, molekul lainnya seperti molekul polar dengan ukuran besar (glukosa), ion, dan substansi hidrofilik membutuhkan mekanisme khusus agar dapat masuk ke dalam sel.

Banyaknya molekul yang masuk dan keluar membran menyebabkan terciptanya lalu lintas membran. Lalu lintas membran digolongkan menjadi dua cara, yaitu dengan transpor pasif untuk molekul-molekul yang mampu melalui membran tanpa mekanisme khusus dan transpor aktif untuk molekul yang membutuhkan mekanisme khusus.

1.      Transpor Pasif

Transpor pasif merupakan transport ion, molekul dan senyawa yang tidak memerlukan energi untuk melewati membrane plasma.

·         Difusi

Difusi merupakan pergerakan acak molekul-molekul dari suatu daerah dengan konsentrasi tinggi ke daerah konsentrasi rendah. Difusi merupakan salah satu cara pertukaran materi suatu sel dengan lingkungannya.

·         Osmosis

Osmosis merupakan proses perpindahan molekul-molekul pelarut (air) dari konsentrasi pelarut tinggi ke konsentrasi pelarut yang lebih rendah melalui membrane diferensial fermabel.

Contoh molekul yang berpindah dengan transpor pasif ialah air dan glukosa. Transpor pasif air dilakukan lipid bilayer dan transpor pasif glukosa terfasilitasi transporter. Ion polar berdifusi dengan bantuan protein transpor.

2.      Transpor aktif

Transpor aktif merupakan kebalikan dari transpor pasif dan bersifat tidak spontan. Arah perpindahan dari transpor ini melawan gradien konsentrasi. Transpor aktif membutuhkan bantuan dari beberapa protein.

·         Endositosis merupakan proses masuknya partikel-partikel atau sel-sel kecil ke dalam sebuah sel.

·         Eksositosis merupakan proses pengeluaran materi keluar dari sel.

·         Pompa ion merupakan transport ion melewati membrane plasma yang melawan gardien konsentrasi.

·         Kotransport merupakan transport suatu zat yang mengaktifkan transport zat lain melewati membrane plasma.

Contoh protein yang terlibat dalam transpor aktif ialah channel protein dan carrier protein, serta ionophore.

c.        Mitokondria

Mitokondria adalah tempat di mana fungsi respirasi pada makhluk hidup berlangsung. Respirasi merupakan proses perombakan atau katabolisme untuk menghasilkan energi atau tenaga bagi berlangsungnya proses hidup. Dengan demikian, mitokondria adalah "pembangkit tenaga" bagi sel.

Mitokondria banyak terdapat pada sel yang memilki aktivitas metabolisme tinggi dan memerlukan banyak ATP dalam jumlah banyak, misalnya sel otot jantung. Jumlah dan bentuk mitokondria bisa berbeda-beda untuk setiap sel. Mitokondria berbentuk elips dengan diameter 0,5 µm dan panjang 0,5 – 1,0 µm. Struktur mitokondria terdiri dari empat bagian utama, yaitu membran luar, membran dalam, ruang antar membran, dan matriks yang terletak di bagian dalam membran [Cooper, 2000].

Membran luar terdiri dari protein dan lipid dengan perbandingan yang sama serta mengandung protein porin yang menyebabkan membran ini bersifat permeabel terhadap molekul-molekul kecil yang berukuran 6000 Dalton. Dalam hal ini, membran luar mitokondria menyerupai membran luar bakteri gram-negatif. Selain itu, membran luar juga mengandung enzim yang terlibat dalam biosintesis lipid dan enzim yang berperan dalam proses transpor lipid ke matriks untuk menjalani β-oksidasi menghasilkan Asetil KoA.

Membran dalam yang kurang permeabel dibandingkan membran luar terdiri dari 20% lipid dan 80% protein. Membran ini merupakan tempat utama pembentukan ATP. Luas permukaan ini meningkat sangat tinggi diakibatkan banyaknya lipatan yang menonjol ke dalam matriks, disebut krista [Lodish, 2001]. Stuktur krista ini meningkatkan luas permukaan membran dalam sehingga meningkatkan kemampuannya dalam memproduksi ATP. Membran dalam mengandung protein yang terlibat dalam reaksi fosforilasi oksidatif, ATP sintase yang berfungsi membentuk ATP pada matriks mitokondria, serta protein transpor yang mengatur keluar masuknya metabolit dari matriks melewati membran dalam.

Ruang antar membran yang terletak diantara membran luar dan membran dalam merupakan tempat berlangsungnya reaksi-reaksi yang penting bagi sel, seperti siklus Krebs, reaksi oksidasi asam amino, dan reaksi β-oksidasi asam lemak. Di dalam matriks mitokondria juga terdapat materi genetik, yang dikenal dengan DNA mitkondria (mtDNA), ribosom, ATP, ADP, fosfat inorganik serta ion-ion seperti magnesium, kalsium dan kalium

d.      Lisosom

Lisosom adalah organel sel berupa kantong terikat membran yang berisi enzim hidrolitik yang berguna untuk mengontrol pencernaan intraseluler pada berbagai keadaan. Lisosom ditemukan pada tahun 1950 oleh Christian de Duve dan ditemukan pada semua sel eukariotik. Di dalamnya, organel ini memiliki 40 jenis enzim hidrolitik asam seperti protease, nuklease, glikosidase, lipase, fosfolipase, fosfatase, ataupun sulfatase. Semua enzim tersebut aktif pada pH 5. Fungsi utama lisosom adalah endositosis, fagositosis, dan autofagi.

·         Endositosis ialah pemasukan makromolekul dari luar sel ke dalam sel melalui mekanisme endositosis, yang kemudian materi-materi ini akan dibawa ke vesikel kecil dan tidak beraturan, yang disebut endosom awal. Beberapa materi tersebut dipilah dan ada yang digunakan kembali (dibuang ke sitoplasma), yang tidak dibawa ke endosom lanjut. Di endosom lanjut, materi tersebut bertemu pertama kali dengan enzim hidrolitik. Di dalam endosom awal, pH sekitar 6. Terjadi penurunan pH (5) pada endosom lanjut sehingga terjadi pematangan dan membentuk lisosom.

·          Proses autofagi digunakan untuk pembuangan dan degradasi bagian sel sendiri, seperti organel yang tidak berfungsi lagi. Mula-mula, bagian dari retikulum endoplasma kasar menyelubungi organel dan membentuk autofagosom. Setelah itu, autofagosom berfusi dengan enzim hidrolitik dari trans Golgi dan berkembang menjadi lisosom (atau endosom lanjut). Proses ini berguna pada sel hati, transformasi berudu menjadi katak, dan embrio manusia.

·          Fagositosis merupakan proses pemasukan partikel berukuran besar dan mikroorganisme seperti bakteri dan virus ke dalam sel. Pertama, membran akan membungkus partikel atau mikroorganisme dan membentuk fagosom. Kemudian, fagosom akan berfusi dengan enzim hidrolitik dari trans Golgi dan berkembang menjadi lisosom (endosom lanjut).

e.       Badan Golgi

Badan Golgi (disebut juga aparatus Golgi, kompleks Golgi atau diktiosom) adalah organel yang dikaitkan dengan fungsi ekskresi sel, dan struktur ini dapat dilihat dengan menggunakan mikroskop cahaya biasa. Organel ini terdapat hampir di semua sel eukariotik dan banyak dijumpai pada organ tubuh yang melaksanakan fungsi ekskresi, misalnya ginjal. Setiap sel hewan memiliki 10 hingga 20 badan Golgi, sedangkan sel tumbuhan memiliki hingga ratusan badan Golgi. Badan Golgi pada tumbuhan biasanya disebut diktiosom.

Badan Golgi ditemukan oleh seorang ahli histologi dan patologi berkebangsaan Italia yang bernama Camillo Golgi.

beberapa fungsi badan golgi antara lain :

1.      Membentuk kantung (vesikula) untuk sekresi. Terjadi terutama pada sel-sel kelenjar kantung kecil tersebut, berisi enzim dan bahan-bahan lain.

2.      Membentuk membran plasma. Kantung atau membran golgi sama seperti membran plasma. Kantung yang dilepaskan dapat menjadi bagian dari membran plasma.

3.      Membentuk dinding sel tumbuhan.

4.       Fungsi lain ialah dapat membentuk akrosom pada spermatozoa yang berisi enzim untuk memecah dinding sel telur dan pembentukan lisosom.

5.      Tempat untuk memodifikasi protein

6.       Untuk menyortir dan memaket molekul-molekul untuk sekresi sel

7.       Untuk membentuk lisosom

f.         Retikulum Endoplasma

RETIKULUM ENDOPLASMA (RE) adalah organel yang dapat ditemukan di seluruh sel hewan eukariotik.Retikulum endoplasma memiliki struktur yang menyerupai kantung berlapis-lapis. Kantung ini disebut cisternae. Fungsi retikulum endoplasma bervariasi, tergantung pada jenisnya. Retikulum Endoplasma (RE) merupakan labirin membran yang demikian banyak sehingga retikulum endoplasma melipiti separuh lebih dari total membran dalam sel-sel eukariotik. (kata endoplasmik berarti “di dalam sitoplasma” dan retikulum diturunkan dari bahasa latin yang berarti “jaringan”).

·         Ada tiga jenis retikulum endoplasma:

RE kasar Di permukaan RE kasar, terdapat bintik-bintik yang merupakan ribosom. Ribosom ini berperan dalam sintesis protein. Maka, fungsi utama RE kasar adalah sebagai tempat sintesis protein. RE halus Berbeda dari RE kasar, RE halus tidak memiliki bintik-bintik ribosom di permukaannya. RE halus berfungsi dalam beberapa proses metabolisme yaitu sintesis lipid, metabolisme karbohidrat dan konsentrasi kalsium, detoksifikasi obat-obatan, dan tempat melekatnya reseptor pada protein membran sel. RE sarkoplasmik RE sarkoplasmik adalah jenis khusus dari RE halus. RE sarkoplasmik ini ditemukan pada otot licin dan otot lurik. Yang membedakan RE sarkoplasmik dari RE halus adalah kandungan proteinnya. RE halus mensintesis molekul, sementara RE sarkoplasmik menyimpan dan memompa ion kalsium. RE sarkoplasmik berperan dalam pemicuan kontraksi otot.

g.       Nukleus

Inti sel atau nukleus sel adalah organel yang ditemukan pada sel eukariotik. Organel ini mengandung sebagian besar materi genetik sel dengan bentuk molekul DNA linear panjang yang membentuk kromosom bersama dengan beragam jenis protein seperti histon. Gen di dalam kromosom-kromosom inilah yang membentuk genom inti sel. Fungsi utama nukleus adalah untuk menjaga integritas gen-gen tersebut dan mengontrol aktivitas sel dengan mengelola ekspresi gen. Selain itu, nukleus juga berfungsi untuk mengorganisasikan gen saat terjadi pembelahan sel, memproduksi mRNA untuk mengkodekan protein, sebagai tempat sintesis ribosom, tempat terjadinya replikasi dan transkripsi dari DNA, serta mengatur kapan dan di mana ekspresi gen harus dimulai, dijalankan, dan diakhiri

h.      Plastida

Plastida adalah organel sel yang menghasilkan warna pada sel tumbuhan. ada tiga macam plastida, yaitu :

·         leukoplast : plastida yang berbentuk amilum(tepung)

·         kloroplast : plastida yang umumnya berwarna hijau. terdiri dari : klorofil a dan b (untuk fotosintesis), xantofil, dan karoten

·          kromoplast : plastida yang banyak mengandung karoten

i.         Sentriol (sentrosom)

Sentorom merupakan wilayah yang terdiri dari dua sentriol (sepasang sentriol) yang terjadi ketika pembelahan sel, dimana nantinya tiap sentriol ini akan bergerak ke bagian kutub-kutub sel yang sedang membelah. Pada siklus sel di tahapan interfase, terdapat fase S yang terdiri dari tahap duplikasi kromoseom, kondensasi kromoson, dan duplikasi sentrosom.

Terdapat sejumlah fase tersendiri dalam duplikasi sentrosom, dimulai dengan G1 dimana sepasang sentriol akan terpisah sejauh beberapa mikrometer. Kemudian dilanjutkan dengan S, yaitu sentirol anak akan mulai terbentuk sehingga nanti akan menjadi dua pasang sentriol. Fase G2 merupakan tahapan ketika sentriol anak yang baru terbentuk tadi telah memanjang. Terakhir ialah fase M dimana sentriol bergerak ke kutub-kutub pembelahan dan berlekatan dengan mikrotubula yang tersusun atas benang-benang spindel.

j.         Vakuola

Vakuola merupakan ruang dalam sel yang berisi cairan (cell sap dalam bahasa Inggris). Cairan ini adalah air dan berbagai zat yang terlarut di dalamnya. Vakuola ditemukan pada semua sel tumbuhan namun tidak dijumpai pada sel hewan dan bakteri, kecuali pada hewan uniseluler tingkat rendah.

fungsi vakuola adalah :

1.      memelihara tekanan osmotik sel

2.       penyimpanan hasil sintesa berupa glikogen, fenol, dll

3.        mengadakan sirkulasi zat dalam sel

C.      Perbedaan Sel Hewan dan Tumbuhan

1.        Sel Hewan :

·         Tidak memiliki dinding sel

·          tidak memiliki butir plastid

·          bentuk tidak tetap karena hanya memiliki membran sel yang keadaannya tidak kaku

·          jumlah mitokondria relatif banyak

·          vakuolanya banyak dengan ukuran yang relatif kecil

·          sentrosom dan sentriol tampak jelas

2.       Sel Tumbuhan:

·         memiliki dinding sel

·          memiliki butir plastid

·          bentuk tetap karena memiliki dinding sel yang terbuat dari cellulose

·         jumlah mitokondria relatif sedikit karena fungsinya dibantu oleh butir plastid

·         vakuola sedikit tapi ukurannya besar

·         sentrosom dan sentriolnya tidak jelas

BAB III

METODE

A.      Alat dan Bahan Pengamatan Sel hewan dan Sel tumbuhan

·         Alat :

1.      Mikroskop cahaya

2.      Kaca obyek

3.      Kaca penutup

4.      Silet

5.      Cotton bud

·         Bahan :

1.      Sel epitel rongga mulut (lapisan bagian dalam pipi)

2.      Irisan epidermis Alium cepa (bawang merah)

3.      Irisan gabus batang ubi kayu (Manihot utilisima)

B.      Alat dan Bahan Pengamatan Transport Pasif

·         Alat :

1.      Timbangan

2.      Gelas ukur

3.      Cawan petri

4.      Pelubang gabus

5.      Pisau

6.      Pinset

7.      Penggaris

·         Bahan :

1.      Irisan kentang

2.      Larutan gula 20 %

3.      Akuades

C.      Cara Kerja Pengamatan Sel hewan dan Sel tumbuhan

·         Preparat sel epitel rongga mulut

1.      Mengambil sel epitel pada bagian dalam mulut dengan menggunakan cotton bud.

2.      Memindahkan sel epitel yang menempel pada cotton bud ke kaca obyek.

3.      Menambahkan setetes metilen blue dengan menggunakan pipet tetes di atas sel epitel tersebut, diamkan selama ± 2 menit.

4.      Membilas dengan air untuk menghilangkan sisa metilen blue (Ingat, jangan gunakan air yang terlalu deras agar sel epitel tidak ikut terbuang. Maka gunakan pipet tetes saja).

5.      Mengamati di bawah mikroskop dan menggambar hasil pengamatan.

·         Preparat irisan sel epidermis Alium cepa (bawang merah)

1.      Mengambil selapis tipis permukaan umbi Alium cepa yang berwarna merah.

2.      Memindahkan lapisan tersebut ke kaca objek.

3.      Menambahkan setetes air/akuades menggunakan pipet tetes di atas lapisan tersebut.

4.      Menutup obyek pengamatan dengan kaca penutup, hati-hati agar tidak terbentuk gelembung udara.

5.      Mengamati di bawah mikroskop dan menggambar hasil pengamatan.

·         Preparat irisan gabus umbi kayu (Manihot utilisima)

1.      Mensayat selapis tipis batang ubi kayu dengan menggunakan silet.

2.      Memindakan sayatan tersebut pada kaca obyek.

3.      Menambahkan setetes air/akuades di atas sayatan tersebut.

4.      Menutup obyek pengamatan dengan kaca penutup, hati-hati agar tidak terbentuk gelembung udara.

5.      Mengamati di bawah mikroskop dan menggambar hasil pengamatan.

D.     Cara Kerja Pengamatan Transport Pasif

1.      Membuat irisan kentang dengan pelubang gabus sebanyak 2 buah.

2.      Menimbang masing-masing irisan kentang dan beri tanda atau dicatat jangan sampai keliru.

3.      Memasukkan 20 ml larutan gula 20 % dalam cawan I dan 20 ml air dalam cawan II.

4.      Memasukkan I potongan kentang ke dalam cawan I, demikian juga pada cawan II.

5.      Mendiamkan kira-kira 20 menit, kemudian mengambil dengan pinset ukur panjangnya dan ditimbang.

6.      Mencatat perubahan berat dan panjang kentang dalam table, dan bandingkan dengan kentang sebelum direndam.