Biologi notesnota, bab 6

Pembahagian Sel

Notes made with reference toNota dibuat dengan rujukan kepada TextbookBuku teks Biologi Tingkatan 4 (KSSM), pageshalaman 98-111

What this chapter coversMatlamat bab ini

Saya boleh memerihalkan kariokinesis dan sitokinesis (6.1.1)
Saya boleh memerihalkan haploid, diploid, kromatin, kromosom homolog, kromosom paternal dan kromosom maternal (6.1.2)
Saya boleh memerihalkan fasa dalam kitar sel, iaitu interfasa (G1, S, G2) dan fasa M (6.2.1)
Saya boleh menyusun peringkat mitosis mengikut urutan dan melukis serta melabel struktur sel pada setiap peringkat (6.2.2, 6.2.3)
Saya boleh membanding dan membezakan mitosis dan sitokinesis antara sel haiwan dengan sel tumbuhan (6.2.4)
Saya boleh membincangkan keperluan mitosis dalam perkembangan embrio, pertumbuhan, penyembuhan luka, penjanaan semula dan pembiakan aseks (6.2.5)
Saya boleh menyatakan pengertian meiosis, mengenal pasti sel yang menjalankan meiosis dan menyatakan keperluannya (6.3.1, 6.3.2, 6.3.3)
Saya boleh menerangkan peringkat meiosis I dan meiosis II mengikut urutan serta melukis dan melabel strukturnya (6.3.4, 6.3.5)
Saya boleh membanding dan membezakan meiosis dengan mitosis (6.3.6)
Saya boleh menghuraikan kesan ketidaknormalan mitosis (tumor, kanser) terhadap kesihatan manusia (6.4.1)
Saya boleh menilai kesan ketidaknormalan meiosis terhadap individu, iaitu sindrom Down (6.4.2)

6.1Pembahagian sel

Sel dalam badan kita sentiasa tumbuh, membahagi dan mati. Sel yang mati mesti diganti dengan sel baharu melalui pembahagian sel. Pembahagian sel melibatkan dua peringkat.

Kariokinesis ialah pembahagian nukleus. Sitokinesis ialah pembahagian sitoplasma.

Sel badan organisma terbahagi kepada sel soma dan sel gamet (sel pembiakan).

Ciri	Sel soma	Sel gamet
Apakah sel itu	Sel badan selain daripada sel gamet	Sel pembiakan
Dihasilkan melalui	Mitosis	Meiosis
Bilangan kromosom	Diploid (2n): dua set kromosom; manusia 2n = 46	Haploid (n): satu set kromosom; manusia n = 23

Dalam sel diploid, satu set kromosom datang daripada induk jantan (kromosom paternal) dan satu set lagi daripada induk betina (kromosom maternal). Kedua-duanya mempunyai ciri struktur yang serupa dan pasangan ini disebut kromosom homolog. Kromatin ialah kromosom yang menyerupai bebenang halus yang panjang.

Contoh: kromosom dalam sel manusia

Sel soma manusia: 2n = 46, maka bilangan pasangan kromosom homolog = 46 ÷ 2 = 23. Setiap gamet mempunyai n = 23 kromosom, iaitu satu daripada setiap pasangan.

Ramalkan apa yang akan berlaku jika sel dalam organ pembiakan manusia tidak dapat menghasilkan sel haploid.

Tunjukkan jawapanSembunyikan jawapan

Gamet akan menjadi diploid (46 kromosom). Selepas persenyawaan, zigot mempunyai 46 + 46 = 92 kromosom, maka bilangan kromosom bertambah dua kali ganda pada setiap generasi.

6.2Kitar sel dan mitosis

Kitar sel ialah turutan kejadian yang melibatkan penggandaan DNA serta pembahagian sel untuk menghasilkan dua sel anak. Kitar sel terdiri daripada interfasa (fasa yang paling panjang) dan fasa M.

Fasa	Perkara yang berlaku
G1	Sel membesar; mitokondrion, jalinan endoplasma dan protein untuk kitar sel dihasilkan; nukleus kelihatan besar dan kromosom berbentuk kromatin
S	Sintesis DNA: DNA menjalani replikasi; setiap kromosom mengganda menjadi dua kromatid seiras (kromatid kembar) yang berpaut pada sentromer
G2	Sel terus membesar dan kekal aktif secara metabolik; sel mengumpul tenaga dan membuat persiapan terakhir untuk pembahagian
M	Mitosis (profasa, metafasa, anafasa, telofasa) dan sitokinesis

Mitosis ialah proses pembahagian nukleus sel induk menjadi dua nukleus. Setiap nukleus mengandungi bilangan kromosom dan kandungan genetik yang sama dengan nukleus sel induk.

Peringkat	Peristiwa utama
Profasa	Kromatin memendek dan menebal menjadi kromosom yang dapat dilihat dengan mikroskop cahaya (dua kromatid kembar terikat di sentromer); membran nukleus terurai dan nukleolus menghilang; sentriol berpindah ke kutub bertentangan; gentian gelendong mula terbentuk
Metafasa	Sentriol berada di kutub sel yang bertentangan; gentian gelendong menetapkan kromosom pada satah khatulistiwa; kromosom tersusun dalam satu barisan; berakhir apabila sentromer mula membahagi
Anafasa	Sentromer membahagi dua dan kromatid kembar berpisah; gentian gelendong memendek dan menarik kromatid ke kutub sel yang bertentangan; berakhir apabila kromatid sampai di kutub
Telofasa	Kromatid kini dikenali sebagai kromosom anak; setiap kutub mempunyai satu set kromosom yang lengkap dan seiras; kromosom menjadi bebenang kromatin semula; nukleolus dan membran nukleus baharu terbentuk; gentian gelendong menghilang; diikuti oleh sitokinesis

Rajah 6.3: peringkat metafasa, anafasa dan telofasa dalam mitosis, dengan lukisan berlabel dan mikrograf — Peringkat mitosis (Rajah 6.3, m.s. 103).

Rajah daripada buku teks Biologi Tingkatan 4 KSSM, m.s. 103.

Urutan mitosis: Profasa, Metafasa, Anafasa, Telofasa (PMAT).

Contoh: mengira kromatid

Sel haiwan 2n = 8. Selepas fasa S, setiap kromosom terdiri daripada 2 kromatid, maka sel itu mempunyai 8 × 2 = 16 kromatid. Selepas anafasa dan sitokinesis, setiap sel anak mempunyai 8 kromosom (diploid) kerana kromatid kembar telah berpisah.

Mitosis dan sitokinesis dalam sel haiwan dengan sel tumbuhan

Sel tumbuhan tidak mempunyai sentriol, tetapi masih berupaya membentuk gentian gelendong semasa mitosis. Sitokinesis berlaku sebaik sahaja selepas nukleus terbentuk, iaitu pada akhir telofasa.

Ciri	Sel haiwan	Sel tumbuhan
Sentriol	Ada	Tiada (gentian gelendong masih terbentuk)
Cara sitoplasma dibahagi	Membran plasma mencerut di bahagian tengah sel antara dua nukleus; mikrofilamen di tempat pencerutan mengecut sehingga sel terputus menjadi dua sel anak	Vesikel bercantum membentuk plat sel di bahagian tengah sel; plat sel berkembang ke arah luar sehingga bercantum dengan membran plasma
Dinding sel baharu	Tiada	Terbentuk; gentian selulosa menguatkannya

Rajah 6.4: sitokinesis dalam sel haiwan, belahan pencerutan dan gelang mikrofilamen — Sitokinesis dalam sel haiwan (Rajah 6.4, m.s. 104).

Rajah 6.5: sitokinesis dalam sel tumbuhan, vesikel membentuk plat sel dan dinding sel baharu — Sitokinesis dalam sel tumbuhan (Rajah 6.5, m.s. 104).

Rajah daripada buku teks Biologi Tingkatan 4 KSSM, m.s. 104.

Sitokinesis bukan sebahagian daripada mitosis. Mitosis ialah pembahagian nukleus; sitokinesis (pembahagian sitoplasma) berlaku selepas telofasa. Kedua-duanya membentuk fasa M.

Keperluan mitosis

Perkembangan embrio dan pertumbuhan organisma: pertambahan sel yang pesat.
Penyembuhan luka: sel baharu menggantikan sel yang mati atau rosak.
Penjanaan semula, contohnya cicak menghasilkan ekor baharu apabila ekor terputus.
Pembiakan aseks, contohnya hidra menghasilkan individu baharu melalui pembentukan tunas.

Aplikasi mitosis. Dalam bidang perubatan, terapi sel stem menggunakan sel stem daripada sumsum tulang bagi merawat rawan yang rosak. Dalam bidang pertanian, teknik pengkulturan tisu tumbuhan menghasilkan anak pokok melalui pengkulturan sel induknya tanpa persenyawaan. Sel stem haiwan juga boleh dikultur di dalam makmal untuk menghasilkan daging.

Kegagalan mitosis dalam sel soma tidak akan diwarisi oleh generasi seterusnya, kerana sel soma tidak membentuk gamet.

Terangkan proses yang berlaku semasa fasa S dan ramalkan akibat jika gentian gelendong gagal terbentuk.

Tunjukkan jawapanSembunyikan jawapan

Fasa S: DNA menjalani replikasi dan setiap kromosom mengganda menjadi dua kromatid kembar yang berpaut pada sentromer. Tanpa gentian gelendong, kromosom tidak dapat disusun pada satah khatulistiwa dan kromatid tidak dapat ditarik ke kutub, maka pembahagian nukleus gagal.

6.3Meiosis

Meiosis ialah proses pembahagian sel yang berlaku dalam organ pembiakan untuk menghasilkan gamet yang mempunyai bilangan kromosom separuh (haploid) daripada bilangan kromosom sel induknya (diploid). Meiosis berlaku di dalam testis (jantan) dan ovari (betina).

Keperluan meiosis: membentuk gamet (gametogenesis); mengekalkan bilangan kromosom diploid dari generasi ke generasi dalam pembiakan seks; menghasilkan variasi genetik dalam spesies yang sama.

Peringkat	Peristiwa utama
Profasa I	Kromatin menjadi kromosom; kromosom homolog berpasangan (sinapsis) membentuk bivalen atau tetrad (empat kromatid); pindah silang: pertukaran bahan genetik antara kromatid bukan seiras di kiasma, menghasilkan kombinasi gen yang baharu; membran nukleus dan nukleolus mula menghilang; gentian gelendong terbentuk
Metafasa I	Kromosom homolog tersusun di satah khatulistiwa; satu kromosom setiap pasangan terikat pada gentian gelendong dari satu kutub dan homolognya dari kutub bertentangan
Anafasa I	Setiap kromosom homolog berpisah daripada pasangannya dan tertarik ke kutub bertentangan; setiap kromosom masih terdiri daripada sepasang kromatid kembar
Telofasa I	Setiap kutub mempunyai bilangan kromosom haploid; sitokinesis menghasilkan dua sel anak haploid; DNA tidak menjalani replikasi sebelum meiosis II
Profasa II	Nukleolus dan membran nukleus menghilang; gentian gelendong terbentuk dalam kedua-dua sel anak
Metafasa II	Kromosom tersusun secara rawak pada satah khatulistiwa setiap sel anak
Anafasa II	Sentromer berpisah; kromatid kembar berpisah dan bergerak ke kutub bertentangan; setiap kromatid kini dikenali sebagai kromosom
Telofasa II	Kromosom tiba di kutub; membran nukleus dan nukleolus terbentuk semula; sitokinesis menghasilkan empat sel anak haploid yang berbeza kandungan genetiknya daripada sel induk

Contoh: kiraan kromosom dalam meiosis

Sel induk manusia 2n = 46. Selepas meiosis I: 2 sel, setiap satu n = 23. Selepas meiosis II: 4 sel, setiap satu n = 23. Jumlah gamet = 2 × 2 = 4 sel haploid.

Perbandingan antara meiosis dengan mitosis

Ciri	Mitosis	Meiosis
Tempat	Sel soma	Organ pembiakan (testis, ovari)
Bilangan pembahagian	Satu	Dua (meiosis I dan II)
Sel anak	2 sel diploid, seiras dengan sel induk	4 sel haploid, berbeza secara genetik daripada sel induk
Sinapsis dan pindah silang	Tiada	Ada (profasa I)
Metafasa	Kromosom tersusun dalam satu barisan	Kromosom homolog tersusun berpasangan (metafasa I)
Hasil	Pertumbuhan, penyembuhan, penjanaan semula, pembiakan aseks	Gamet untuk pembiakan seks

Meiosis I mengurangkan bilangan kromosom kerana kromosom homolog berpisah. Dalam meiosis II, kromatid kembar yang berpisah.

Sel induk 2n = 12 menjalani meiosis. Berapakah bilangan sel anak dan bilangan kromosom setiap sel anak?

Tunjukkan jawapanSembunyikan jawapan

4 sel anak haploid; n = 12 ÷ 2 = 6 kromosom setiap sel.

6.4Isu pembahagian sel terhadap kesihatan manusia

Ketidaknormalan mitosis. Kitar sel dikawal oleh sistem kawalan khas pada fasa G1, S, G2 dan M. Pembahagian sel yang tidak terkawal membentuk tumor. Tumor benigna tidak berbahaya dan boleh dibuang melalui pembedahan. Tumor malignan dikenali sebagai kanser: sel kanser bersaing mendapatkan nutrien, merebak melalui salur limfa dan salur darah serta memusnahkan sel normal di sekitarnya. Kanser yang tidak dikesan awal merosakkan organ dan boleh membawa maut.

Faktor penyebab kanser: radiasi (sinar X, sinar gama, sinar ultraungu), bahan kimia (seperti tar dalam tembakau), karsinogen (seperti formaldehid dan benzena), faktor genetik, serta bakteria dan virus.

Ketidaknormalan meiosis. Jika gentian gelendong gagal berfungsi ketika anafasa I atau anafasa II, kromosom gagal berpisah (tak disjunksi). Gamet mempunyai bilangan kromosom tidak normal (22 atau 24). Jika gamet normal (23) bersenyawa dengan gamet abnormal (24), zigot mempunyai 47 kromosom: 23 + 24 = 47.

Rajah 6.8: meiosis dengan tak disjunksi menghasilkan gamet n = 24 dan n = 22; persenyawaan gamet n = 23 dengan n = 24 memberi 47 kromosom (tiga kromosom 21) — Pembentukan trisomi 21 (Rajah 6.8, m.s. 109).

Rajah daripada buku teks Biologi Tingkatan 4 KSSM, m.s. 109.

Sindrom Down (trisomi 21): individu mempunyai 47 kromosom kerana ada kromosom tambahan pada set ke-21 (tiga kromosom 21). Ciri-cirinya termasuk pertumbuhan badan terbantut, kerencatan mental, mata sepet dan lidah sedikit terjelir.

Radioterapi menggunakan radiasi untuk merosakkan dan membunuh sel kanser yang sedang membahagi, lalu mengawal atau menghentikan pertumbuhan sel kanser.

Gamet n = 22 yang bersenyawa dengan gamet normal memberi zigot 22 + 23 = 45 kromosom, bukan 47. Sindrom Down berpunca daripada gamet dengan 24 kromosom.

Seorang individu sindrom Down mempunyai berapa kromosom, dan mengapakah keadaan ini terjadi?

Tunjukkan jawapanSembunyikan jawapan

47 kromosom. Tak disjunksi semasa anafasa I atau II menghasilkan gamet 24 kromosom; apabila bersenyawa dengan gamet normal (23), zigot mempunyai tiga kromosom 21.