Kegiatan Pembelajaran 2 Proses-Proses dalam Sel, Perbedaan Sel Hewan dan Tumbuhan
A. Tujuan Pembelajaran
Setelah kegiatan pembelajaran 2 ini diharapkan dapat:
1. Menjelaskan proses-proses yang berlangsung di dalam sel.
2. Membedakan struktur dan organel-organel penyusun sel hewan dan sel tumbuhan.
B. Uraian Materi
1. Proses –proses di dalam sel
a) Transpor melalui membran
Membran sel bersifat semipermeabel sehingga hanya zat-zat tertentu yang dapat menembusnya. Misalnya, H₂O, CO₂, O₂, molekul polar kecil (gliserol) dan molekul polar besar (hidrokarbon) dapat dengan mudah menembus membrane sel.
Sementara itu, glukosa dan ion-ion tidak dapat dengan bebas keluar-masuk sel karena ukurannya atau ditolak oleh permukaan membran. Macam-macam mekanisme transport pada membran sel dan sel adalah sebgai berikut.
1) Difusi
Difusi adalah proses pergerakan partikel-partikel (molekul atau ion) suatu zat dari larutan yang konsentrasinya tinggi ke larutan yang konsentrasinya rendah dengan atau tanpa melalui membran.
Molekul kecil yang tidak bermuatan akan lebih mudah berdifusi dibandingkan dengan molekul bermuatan (ion-ion), seperti Na+ dan Clkarena membrane sel kurang permeable terhadap ion-ion.
Selain itu, zat yang dapat larut dalam lipid (molekul hidrofobik) lebih mudah berdifusi melalui membrane sel dibandingkan dengan zat yang tidak larut dalam lipid (molekul hidrofilik).
Faktor-faktor yang mempengaruhi proses difusi adalah sebagai berikut:
a. Suhu; makin tinggi suhu, makin besar terjadinya difusi.
b. Konsentrasi; makin besar perbedaan konsentrasi antara dua larutan yang berdifusi, makin besar terjadinya difusi.
c. Ukuran molekul; makin besar ukuran molekul, makin lambat terjadinya difusi.
d. Media; difusi di udara lebih mudah daripada difusi di dalam larutan.
e. Luas permukaan; makin luas permukaan difusi, makin besar terjadinya difusi.
Selain difusi sederhana, terjadi juga difusi terfasilitasi. Molekul hidrofolik yang berukuran lebih besard ari 7-8 A (Angstrom) tidak dapat masuk ke dalam sel difusi sederhana. Akan tetapi, teryata molekul tersebut dapat masuk juga kedalam sel. Mengapa hal ini bisa terjadi? Hal ini berlangsung melalui difusi terfasilitas. Misalnya, laktosa tidak dapat menembus membran sel, tapi setelah terbentuk enzim permease di dalam membrane sel maka laktosa dapat masuk ke dalam sel.
2) Osmosis
Osmosis merupakan difusi pelarut melalui membrane semipermeabel. Pelarut yang bersifat universal adalah air, sedangkan membran semipermeabel atau selektif permeabel adalah membran yang hanya dapat dilalui oleh molekul tertentu. Jadi osmosis adalah difusi air dari daerah yang berkonsentrasi rendah (hipotonik) ke daerah berkonsentrasi tinggi (hipertonik) melalui membrane semipermeabel.
Pergerakan molekul air melalui membran semipermeabel selalu dari larutan hipotonik menuju ke larutan hipertonik sehingga perbandingan konsentrasi zat terlarut kedua larutan seimbang (isotonik).
Misalnya, sebuah sel diletakan di dalam air murni. Konsentrasi zat terlarut di dalam sel lebih besar (hipertonik) karena adanya garam, mineral, sam-asam organik dan berbagai zat lain yang dikandung sel. Dengan demikian, air akan terus mengalir kedalam sel sehingga konsentrasi larutan didalam sel dan diluar sel sama. Namun, membran sel memiliki kemampuan yang terbatas untuk mengembang sehingga sel tersebut pecah (lisis). Pada sel darah merah, peristiwa ini disebut hemolisis. Pada sel tumbuhan, peristiwa ini dapat teratasi karena sel tumbuhan memiliki dinding sel yang menahan sel mengembang lebih lanjut. Pada sel tumbuhan, keadaan ini disebut tekanan turgor. Keadaan sel seperti ini membuat tanaman kokoh dan tidak layu.
Di alam, air jarang ditemukan dalam keadaan murni, air selalu mengandung garam-garam dan mineral-mineral tertentu. Dengan demikian, air aktif keluar dan masuk sel. Hal tersebut berkaitan dengan konsentrasi zat terlarut pada sitoplasma.
Pada saat air di dalam sitoplasma maksimum, sel akan mengurangi kandungan mineral garam dan zat-zat yang terdapat di dalam sitoplasma. Hal ini membuat konsentrasi zat terlarut di luar sel sama besar dibandingkan konsentrasi air didalam sel.
Jika sel dimasukan kedalam larutan hipertonik, air akan terus menerus keluar dari sel. Sel akan mengerut (krenasi), mengalami dehidrasi dan bahkan dapat mati. Pada sel tumbuhan, hal ini menyebabkan sitoplasma mengerut dan terlepas dari dinding sel. Peristiwa ini disebut plasmolisis.
Dengan demikian, pada saat tertentu, sel perlu meningkatkan kembali kandungan zat-zat dalam sitoplasma untuk menaikan tekanan osmotik di dalam sel.
Cara sel mempertahankan tekanan osmotiknya ini disebut osmoregulasi.Demikian seterusnya, sel selalu aktif dan hal tersebut dilakukan untuk mempertahankan kondisi setimbang antara sel dan lingkungannya.
Proses metabolisme membutuhkan air, mineral atau garam dan berbagai zat yang terkandung dalam sitoplasma. Akibatnya, tekanan osmotik dan konsentrasi molekul-molekul lain berubah sehingga terjadi aliran difusi dan osmosis yang terus menerus dari sel ke luar atau dari luar ke dalam sel.
3) Transpor Aktif
Perbedaan utama antara transpor aktif, osmosis dan difusi adalah energi yang dikeluarkan sel. Pada osmosis dan difusi, sel tidak mengeluarkan energi apa pun untuk memindahkan zat melewati membran sel karena zat berpindah sesuai dengan gradient konsentrasi. Dengan kata lain, difusi dan osmosis terjadi secara spontan.
Transpor aktif merupakan mekanisme pemindahan molekul atau zat tertentu melalui membran sel, berlawanan arah dengan gradien konsentrasi (perbedaan konsentrasi). Oleh karena itu, harus ada energi tambahan dari sel yang digunakan untuk membantu perpindahan tersebut. Energi tambahan yang digunakan dalam proses transport aktif berasal dari ATP yang dihasilkan oleh mitokondria melalui proses respirasi.
Selain itu, pada membran sel terdapat lapisan protein.Salah satu jenis protein yang terdapat di membran sel tersebut adalah protein transport. Protein transport mengenali zat tertentu yang masuk atau keluar sel.
Zat yang dipindahkan dengan cara transport aktif pada umumnya adalah zat yang memiliki ukuran molekul cukup besar sehingga tidak mampu melewati membran sel. Sel mengimbangi tekanan osmosis lingkungannya dengan cara menyerap atau mengeluarkan molekul-molekul tertentu. Dengan demikian, terjadi aliran air masuk atau keluar sel. Kemampuan mengimbangi tekanan osmosis dengan transport aktif menjadi sangat penting untuk bertahan hidup.
Contoh transport aktif adalah pemompaan natrium (Na⁺) dan kalium (K⁺) pada sel-sel hewan dengan pompanya berupa kelompok protein khas yang terdaoat di dalam membran sel. Protein khas tersebut dapat menukar natrium (Na⁺) kedalam dan kalium (K⁺) ke luar sel dengan menggunakan energy dari ATP. Pertukaran ini bersifat relative seimbang sehingga biasanya ion kalium yang dimasukan kedalam sel hanya 2 untuk menukar 3 ion natrium yang dikelurakan.
Disamping itu juga terdapat system transport yang terpadu yaitu melalui transport aktif dan difusi terfasilitasi. Contoh sistem transport terpadu adalah transport glukosa dari epitel usus halus ke darah. Adanya sistem transport penggandengan glukosa di epitel usus halus memungkinkan glukosa ditranspor dari usus halus ke darah melalui sel.
4) Edositosis
Istilah endositosis membran sel membentuk pelipatan ke dalam (invaginasi) dan “memakan” benda yang akan dipindahkan ke dalam sel. Di dalam sel, benda tersebut dilapisi oleh sebagian membran sel yang terlepas membentuk selubung.
Terdapat tiga bentuk endositosis, yaitu:
1- Fagositosis
Fagositosis merupakan proses endositosis dimana benda yang dimakan (dimasukan) ke dalam sel berupa zat atau molekul padat. Proses “makan” pada sel darah putih (leukosit) merupakan contoh fagositosis.
Endositosis membrane sel pada sel darah putih, diawali dengan membentuk vakuola yang membrane sel berasal dari sel darah putih.
Pada vakuola ini, terjadi proses pencernaan, penyerapan dan pengeluaran sisa-sisa makanan.
2- Pinositosis
Pinositosis merupakan proses endositosis, dimana benda yang dimasukan ke dalam sel berupa zat cair atau larutan. Semua jenis sel hewan dapat melakukan proses pinositosis.
Tahapan terjadinya pinositosis adalah sebagai berikut:
1. Molekul-molekul medium kultur mendekati membran sitoplasma.
2. Molekul-molekul mulai melekat (menempel) pada plasma, hal ini terjadi karena adanya konsentrasi yang sesuai antara protein dan ion tertentu pada medium sekeliling sel dengan di dalam sel.
3. Mulai terbentuk invaginasi pada membran sitoplasama.
4. Invaginasi semakin ke dalam sitoplasma.
5. Terbentuk kantong dalam sitoplasma dan saluran pinositik
6. Kantong mulai lepas dari membran plasama dan membentuk gelembung-gelembung kantong gelembung-gelembung kantong mulai mempersiapkan diri untuk melakukan fragmentasi.
7. Gelembung-gelembung kantong mulai mempersiapkan diri untuk melakukan fragmentasi.
8. Gelembung pecah menjadi gelembung yang lebih kecil.
3- Endositosis dengan Bantuan Reseptor
Endositosis dengan bantuan reseptor merupakan proses endositosis dimana benda molekul yang diterima atau dimasukan kedalam sel bersifat spesifik. Di dalam lekukan membrane plasma terdapat reseptor protein yang akan berikatan dengan protein molekul yang akan diterima sel.
5) Eksositosis
Proses amoeba mengeluarkan sisa-sisa makanan melalui vakuolanya adalah salah satu contoh eksositosis. Vakuola atau selubung membran melingkupi sisa zat makanan yang sudah dicerna. Kemudian, selubung membran tersebut bergabung kembali dengan membrane sel sehingga sisa zat makanan akan dibuang keluar sel.
Membran yang menyelubungi sel tersebut akan bersatu atau berfusi dengan membran sel. Cara ini adalah salah satu mekanisme yang digunakan sel-sel kelenjar untuk mensekresikan hasil metabolisme.
Misalnya, sel-sel kelenjar di pankreas yang mengeluarkan enzim ke saluran pankreas yang bermuara di usus halus. Suatu zat yang diendositosis bisa langsung dieksositosis ke sisi lain dari membrane sel tanpa mengalami perubahan apa-apa.
Proses endositosis akan mengambil sedikit bagian membrane sel menjadi membran vakuola sehingga luas permukaan sel berkurang. Akan tetapi, hal ini diimbangi oleh proses eksositosis yang mempunyai kecepatan sama. Oleh karena itu, membrane sel yang hilang dapat diperbarui.
b) Sintesis Protein untuk Menyusun Sifat Morfologis dan Fisiologis Sel
Sintesis protein adalah proses pencetakan atau pembentukan protein yang terjadi di dalam sel.
Secara garis besar, sintesis protein dilakukan melalui dua tahap, yaitu transkripsi dan translasi.
Transkripsi merupakan proses pencetakan mRNA oleh DNA di dalam inti sel. Adapun translasi merupakan penerjemah kode oleh tRNA yang dibawa oleh mRNA. menjadi urutan asam amino-asam amino yang membentuk suatu polipeptida (protein).
Pada pembahasan sebelumnya kita sudah mengetahui tentang macam-macam organel. Salah satunya adalah ribosom.
Ribosom berfungsi sebagai tempat sintesis protein dalam sel. Pada ribosom terdapat paling sedikit tiga sjenis RNA yaitu mRNA, rRNA, dan tRNA, yang diperlukan untuk membaca kode yang dikirimkan dari inti sel sehingga kode itu dapat dibaca jenis protein yang bagaimana yang akan disintesis di dalam ribosom.
Ribosom terdapat dalam kondisi bebas di dalam sitoplasma, ada juga yang menempel dalam retikulum endoplasma. Kedua ribosom ini berbeda dalam hal kegunaan atau peran dari protein yang dibuatnya. Protein-protein yang dibuat oleh ribosom yang bebas dalam sitoplasma umumnya digunakan oleh sel itu sendiri untuk menyusun sifat morfologis dan fisiologisnya.
Sementara itu, proteinprotein yang lain dibuat oleh ribosom yang menempel pada retikulum endoplasma akan ditampung dalam ruangan retikulum endoplasma, berguna sebagai enzim protein, pengangkut protein, reseptor pada permukaan sel dan sebagainya.
Protein menunjukan sifat morfologis dan fisiologis sel. Sel akan memiliki sifat morfologis dan fisiologi yang berbeda-beda tergantung dari jumlah, jenis, dan urutan asam amino-asam amino yang menyusun protein. Jenis dan urutan asam amino ditentukan oleh DNA.
DNA merupakan salah satu materi genetic yang terdapat di dalam inti sel (nucleus).Protein terdapat dalam semua sel hidup.Kandungan protein meliputi unsur karbon, hydrogen, oksigen dan nitrogen.
Ciri khas protein ditentukan oleh jumlah asam amino, macam asam amino, dan urutan asam amino yang menyusunnya.
Sel-sel yang menyusun tubuh makhluk hidup mempunyai sifat morfologis dan fisiologis yang berbeda-beda. Kumpulan sel membentuk jaringan. Jaringan satu dan jaringan lainnya dibentuk oleh sel-sel yang berbeda secara morfologis maupun fisiologisnya.
Sel-sel tersebut bisa terspesialisasi menjadi organ-organ tertentu karena memiliki jenis protein yang berbeda-beda.Protein dihasilkan melalui sintesis protein yang dikendalikan oleh DNA. Apabila asam amino-asam amino yang dihasilkan pada sintesis protein mengalami perubahan urutan atau bahkan asam amino yang terbentuknya berbeda, maka protein yang akan dihasilkan pun berbeda.
Apabila protein yang dihasilkan berbeda maka sifat morfologis dan fisiologis sel akan berbeda pula atau biasanya dikenal dengan sel yang tidak normal atau mengalami kelaianan. Protein dibentuk melalui proses sintesis protein yang terjadi di dalam ribosom. Artinya, sintesis protein memegang peran penting dalam menentukan sifat morfologis dan fisiologi sel.
2. Perbedaan sel hewan dan sel tumbuhan
Struktur mendasar sel hewan dan sel tumbuhan sebenarnya sama saja, hanya saja karena masing-masing jenis sel tumbuhan dan sel hewan mengalami berbagai stimulus yang berbeda dari lingkungan, hal ini memunculkan perbedaan pada dua jenis sel tersebut.
Contohnya dari segi peran ekologis, baik sel tumbuhan dan sel hewan memiliki peran yang sangat berbeda. Tumbuhan berperan sebagai produsen makanan, sementara hewan berperan sebagai konsumen tumbuhan atau hewan lain.
Sel hewan dan sel tumbuhan terdapat perbedaan pada komponen organel sel yang menyusunnya. Sel hewan tidak memiliki dinding sel sehingga bentuk sel hewan tidak tetap seperti sel tumbuhan.
Pada sel hewan terdapat dua sentriol berbentuk silindris ayau bulat panjang. Sentrisol tidak memiliki membran, DNA, dan RNA. Sentrisol berfungsi membentuk perlengkapan pembelahan sel.
Sentrisol merupakan struktur yang hampir sama dengan tubuh basal. Tubuh basal terdapat di bagian dasar dari setiap silia dan flagella. Tubuh basal membantu pengaturan mikrotubulus yang menyusun silia dan flagella. Sel hewan, terdapat daerah sumber penyebaran mikrotubulus bernama sentrosom yang bertindak sebagai pusat pengatur mikrotubulus.
Sel tumbuhan mempunyai struktur membran sel, inti sel, dan ditoplasma yang didalamnya terdapat organel-organel sel yang tidak jauh berbeda dengan sel hewan, hanya saja pada sel tumbuhan tidak ditemukan sentriol, akan tetapi, sel tumbuhan memilki dinding sel, plastida dan vakuola. Sentriol tidak terdapat pada sel tumbuhan karena telah diketahui bahwa perlengkapan pembelahan sel terbentuk tanpa adanya sentriol atau struktur lain yang tampak dalam sentrosom.
Gambar struktur sel tumbuhan
C. Rangkuman
1. Proses-proses yang berlangsung di dalam sel yaitu transport melalui membran dan sintesis protein. Transpor melalui membran melalui mekanisme difusi, osmosis, transport aktif, eksositosi dan endositosis.
2. Perbedaan yang menonjol antara sel hewan dan sel tumbuhan adalah:
- Sel hewan tidak memiliki dinding sel, vakuolanya berukuran kecil, memiliki sentriol dan tidak memiliki plastid.
- Sel tumbuhan memliki dinding sel, vakuolanya berukuran besar, tidak
memiliki sentriol dan memiliki dinding sel.
D. Penugasan Mandiri
1. Cermati gambar struktur struktur sel hewan dan sel tumbuhan berikut!
2. Identifikasilah berbagai organel penyusun sel hewan dan sel tumbuhan tersebut!
3. Dari hasil identifikasi berbagai organel sel hewan dan tumbuhan, isikan hasil identifikasi ke dalam tabel sebagai berikut:
E. Latihan Soal
Petunjuk: Pilihlah salah satu jawaban yang paling benar!
1. Peristiwa mengkerutnya sel pada sel tumbuhan karena air keluar dari sel disebut ....
A. plasmolisis
B. Hipotonik
C. hemolisis
D. endositosis
E. krenasi
2. Eksositosis dilakukan sel untuk ….
A. mencari makan
B. mencerna makanan
C. sintesis protein
D. menyimpan makanan cadangan
E. mengeluarkan zat sisa
3. Proses masuknya zat cair ke dalam sel terjadi secara …..
A. fagositosis
B. pinositosis
C. endositosis
D. eksositosis
E. autolysis
4. Peristiwa difusi terjadi pada hal-hal berikut, kecuali ….
A. potongan umbi kentang dalam air
B. parfum yang disemprotkan dalam ruangan
C. sirup yang dimasukkan dalam air
D. teh celup dalam air panas
E. asap rokok dalam ruangan
5. Dalam sintesis protein terjadi proses transkripsi. Kejadian pada proses
transkripsi adalah…
A. merangkai asam-asam amino di ribosom menjadi protein
B. penerjemah kode oleh tRNA yang dibawa oleh mRNA
C. pencetakan mRNA oleh DNA di dalam inti sel
D. keluarnya mRNA dari dalam inti sel menuju ribosom
E. pembentukan tRNA di dalam ribosom oleh mRNA
6. Sel organisme tingkat tinggi mempunyai organel sebagai berikut :
1. dinding sel
2. membran sel
3. mitokondria
4. plastida
5. lisosom
6. sentriol
7. badan golgi
Organel-organel sel yang hanya terdapat pada sel tumbuhan adalah :
A. 1 dan 3
B. 1,dan 4
C. 2 dan 4
D. 4 dan 6
E. 5 dan 7
7. Gambar skema sebuah sel hewan.
organel sel mana yang tidak dimiliki oleh sel tumbuhan?
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
E. 5
KIRIMKAN JAWABAN ANDA KEPADA GURU MELALUI WHATSAPP
