Cara belajar sel dan jaringan yang paling hemat tenaga adalah memperlakukan sel sebagai pabrik kecil: tiap organel memegang satu tugas, misalnya mitokondria menghasilkan ATP dan ribosom merangkai protein. Setelah denah tugas itu rapi, kamu naik ke tingkat jaringan, lalu mengujinya lewat tiga pengamatan sederhana: sel pipi, selapis kulit bawang, dan daun Rhoeo.
- Organel dihafal lewat tugasnya, lalu dikelompokkan menjadi tiga label: milik sel hewan dan tumbuhan, khas tumbuhan, dan umumnya khas hewan.
- Jaringan tumbuhan dibagi menjadi meristem yang terus membelah dan jaringan permanen; jaringan hewan dasarnya ada empat: epitel, ikat, otot, saraf.
- Sel pipi, kulit bawang, dan daun Rhoeo memindahkan materi dari halaman buku ke gambar yang kamu lihat sendiri di bawah lensa.
Tiga angka yang membuat ukuran sel terasa nyata
Kenapa organel sel lebih mudah diingat sebagai pabrik
Bab sel di biologi SMA terasa berat karena datang sebagai deretan nama: retikulum endoplasma, badan Golgi, peroksisom, sentrosom, lalu masih ada dinding sel dan vakuola sentral. Deretan seperti itu cepat menguap sesudah ulangan. Yang bertahan lebih lama di ingatan adalah gambar yang punya alur kerja, dan sel memang bekerja seperti sebuah pabrik kecil. Ada gerbang tempat bahan masuk dan keluar, ruang arsip penyimpan cetak biru, lini perakitan, bengkel, bagian pengemasan, pembangkit daya, dan petugas kebersihan. Analogi ini alat bantu mengingat, jadi tiap pemetaannya harus cocok dengan fungsi yang tertulis di buku. Membran plasma sebagai gerbang cocok karena dua lapis fosfolipid beserta proteinnya memisahkan isi sel dari lingkungan sekaligus mengatur zat yang keluar masuk. Nukleus sebagai ruang arsip cocok karena di sanalah DNA disimpan dan pembuatan protein diarahkan. Kalau suatu saat kamu menemukan pemetaan yang tidak cocok dengan fungsi sebenarnya, buang analoginya dan pegang fungsi dari buku. Skala juga perlu masuk ke kepala sejak awal. Sel eukariota umumnya berukuran 10 sampai 100 mikrometer, sedangkan sel prokariota 0,1 sampai 5 mikrometer (OpenStax Biology 2e, §4.2). Ukuran kecil itu ada alasannya: makin besar sebuah sel, makin kecil rasio luas permukaan terhadap volumenya. Kubus bersisi 1 mm punya rasio 6:1, kubus bersisi 2 mm tinggal 3:1. Dalam bahasa pabrik, gerbangnya makin sempit dibanding gudangnya, sehingga pasokan bahan tak sempat melayani seluruh ruangan. Sejarahnya pun membantu mengurutkan materi. Pada 1665 Robert Hooke memberi nama cell untuk ruang-ruang kotak yang ia lihat pada sayatan gabus, dan mencatatnya di buku Micrographia. Pada 1670-an Antony van Leeuwenhoek mengamati bakteri dan protozoa lewat lensa buatannya. Akhir 1830-an Matthias Schleiden dan Theodor Schwann merumuskan teori sel, yang kemudian dilengkapi Rudolf Virchow. Urutan itu juga urutan belajar yang masuk akal: lihat dulu, beri nama, baru pahami cara kerjanya. Tubuh manusia dewasa seberat 70 kg diperkirakan tersusun dari sekitar 30 triliun sel, dan kira-kira 84 persen di antaranya sel darah merah (Sender, Fuchs, dan Milo, PLOS Biology, 2016). Triliunan pabrik kecil itu bekerja dalam regu. Sel yang bentuk dan tugasnya serupa berkumpul menjadi jaringan, dan di situlah separuh kedua bab ini dimulai.
Denah pabrik: organel sel dan fungsinya
Nukleus dan nukleolus: ruang arsip
Nukleus menyimpan DNA dan mengarahkan pembuatan ribosom serta protein. Selubungnya bermembran ganda dan berpori, sehingga pesan dari arsip bisa keluar ke lantai pabrik. Di dalamnya ada nukleolus yang merakit subunit ribosom dari rRNA dan protein. Pada preparat sederhana, nukleus biasanya bagian yang paling menonjol, jadi ia patokan pertama saat kamu mencari sel di bawah lensa.
Ribosom dan RE kasar: lini perakitan
Ribosom adalah tempat protein dirangkai. Ia tersusun dari dua subunit, dan subunit besarnya kira-kira tiga kali ukuran subunit kecil. Ribosom yang menempel di permukaan retikulum endoplasma membuat RE tampak kasar. Lini ini mengerjakan protein yang nantinya dipasang di membran atau dikirim ke luar sel, jadi soal tentang protein sekretori hampir selalu bermula di sini.
RE halus dan badan Golgi: bengkel dan pengemasan
RE halus tidak ditempeli ribosom dan bertugas membuat lipid. Protein dan lipid hasil RE kemudian dikirim ke badan Golgi untuk dimodifikasi, dikemas, lalu diberangkatkan dengan vesikel. Rute RE ke Golgi ke vesikel sering muncul sebagai soal urutan, jadi hafalkan sebagai satu jalur pengiriman lengkap dengan arah panahnya, dan gambar panah itu setiap kali kamu mengulang.
Mitokondria: pembangkit daya
Mitokondria menghasilkan ATP lewat respirasi seluler. Membrannya ganda, dan membran dalamnya berlipat-lipat membentuk krista. Organel ini membawa DNA dan ribosom sendiri. Sel tumbuhan juga memilikinya: kloroplas membuat gula, lalu energi siap pakai tetap dibangkitkan lewat respirasi. Pilihan jawaban yang menyebut mitokondria hanya ada di sel hewan adalah jebakan yang paling sering dipasang.
Lisosom dan peroksisom: petugas kebersihan
Lisosom mencerna protein, polisakarida, lipid, asam nukleat, sampai organel yang sudah usang, dan isinya lebih asam daripada sitoplasma. Kebanyakan sel tumbuhan tidak memilikinya. Peroksisom bermembran tunggal; ia memecah asam lemak dan asam amino, menetralkan racun, serta mengurai hidrogen peroksida. Bedakan keduanya dari bahan yang dibereskan, karena di ujian keduanya mudah tertukar.
Kloroplas, vakuola sentral, dinding sel: fasilitas khusus tumbuhan
Kloroplas menjalankan fotosintesis; membrannya dua, tilakoidnya bertumpuk membentuk grana, dan ia punya DNA serta ribosom sendiri. Vakuola sentral yang besar mengatur kadar air dan mendukung pembesaran sel. Dinding sel dari selulosa melindungi sekaligus memberi bentuk. Di sisi lain, sel hewan punya sentrosom berisi sepasang sentriol, masing-masing tersusun dari 9 triplet mikrotubulus.
Jaringan tumbuhan dan jaringan hewan dalam satu tabel
| Jaringan | Milik | Ciri sel yang dicari | Tugas utama |
|---|---|---|---|
| Meristem | Tumbuhan | Sel yang terus membelah; apikal di ujung batang dan akar, lateral di bagian yang menebal | Memanjangkan dan menebalkan tubuh tumbuhan |
| Xilem | Tumbuhan | Trakeid dan unsur pembuluh yang mati saat matang; dinding tebal berlignin dengan noktah | Mengangkut air dan mineral dari akar |
| Floem | Tumbuhan | Sel tapis hidup tetapi kehilangan inti, ditopang sel pengiring | Mengangkut gula dan asam amino dari tempat fotosintesis |
| Epitel | Hewan | Digolongkan menurut bentuk sel (pipih, kubus, silindris) dan jumlah lapisan | Melapisi permukaan organ dan rongga tubuh |
| Jaringan ikat | Hewan | Sel tersebar di dalam matriks; fibroblas menghasilkan serat kolagen, elastis, dan retikuler | Menyangga dan menghubungkan; tulang, tulang rawan, lemak, dan darah termasuk di sini |
| Otot | Hewan | Rangka: lurik, inti banyak di tepi. Polos: tanpa lurik, satu inti. Jantung: lurik, diskus interkalaris | Berkontraksi untuk gerak sadar maupun tak sadar |
| Saraf | Hewan | Neuron dengan dendrit dan akson, disokong sel glia | Menerima dan meneruskan impuls listrik |
Ringkasan dari OpenStax Biology 2e §30.1, §30.2, dan §33.2. Pembagian jaringan dasar tumbuhan (parenkim, kolenkim, sklerenkim) dibahas di tahap keempat.
Empat tahap belajar sel dan jaringan, dari denah organel sampai preparat
Keempat tahap ini bergerak dari yang paling kecil ke yang paling besar: organel di dalam satu sel, sel utuh yang kamu lihat sendiri, membran yang diuji dengan larutan, lalu kumpulan sel yang membentuk jaringan. Kerjakan berurutan, karena tiap tahap memakai denah dari tahap sebelumnya.
- 1
Gambar ulang denah pabrik dari ingatan
Ambil selembar kertas kosong dan gambar dua sel berdampingan: satu sel hewan berbentuk agak bulat, satu sel tumbuhan berbentuk kotak. Isi keduanya dengan organel tanpa melihat buku, lalu tulis tugas tiap organel dalam satu frasa pendek di sebelahnya. Mitokondria: membuat ATP. Ribosom: merangkai protein. Badan Golgi: memodifikasi dan mengemas. Sesudah selesai, buka buku dan tandai dengan warna yang berbeda organel yang terlupa atau tugas yang salah. Langkah berikutnya memberi tiap organel satu dari tiga label. Label pertama untuk yang dimiliki sel hewan dan tumbuhan: membran plasma, nukleus, nukleolus, ribosom, mitokondria, RE kasar dan halus, badan Golgi, peroksisom, vesikel, dan sitoskeleton. Label kedua untuk yang khas tumbuhan: dinding sel, kloroplas, plastida lain, dan vakuola sentral yang besar. Label ketiga untuk yang umumnya khas hewan: sentrosom bersentriol dan lisosom. Hampir semua soal perbedaan sel hewan dan sel tumbuhan bisa dijawab dari tiga label ini. Ulangi gambar yang sama dua atau tiga hari kemudian. Kertas kedua biasanya jauh lebih lengkap, dan bagian yang masih kosong menunjukkan dengan tepat organel mana yang perlu kamu baca ulang. Cara ini juga melatih menggambar berlabel, bentuk soal uraian yang lazim di bab sel.
Tips- Tulis tugas organel memakai kata kerja (menyimpan, merangkai, mengemas, mencerna) supaya fungsinya terasa sebagai pekerjaan.
- Pasangkan mitokondria dan kloroplas di satu sudut catatan: keduanya bermembran ganda dan sama-sama punya DNA serta ribosom sendiri.
Sel tumbuhan juga memiliki mitokondria. Pernyataan bahwa mitokondria hanya ada di sel hewan adalah kekeliruan yang sengaja dipakai sebagai pengecoh. - 2
Amati sel pipi dan selapis kulit bawang
Pengamatan ini memakai mikroskop cahaya di laboratorium sekolah, dan perbesaran totalnya dihitung dari perbesaran lensa objektif dikali perbesaran lensa okuler. Lembar praktikum WJEC/Eduqas memakai dua preparat: sel pipi sebagai contoh sel hewan dan epidermis bawang sebagai contoh sel tumbuhan. Alat yang disebut lembar itu antara lain dua kaca objek, dua kaca penutup, cotton bud, jarum preparat, pinset, bawang segar, larutan metilen biru 0,1 persen, larutan iodin, dan gelas berisi disinfektan. Untuk sel pipi, teteskan metilen biru di kaca objek, usap lembut bagian dalam pipi dengan cotton bud, oleskan ke tetesan, lalu masukkan cotton bud ke disinfektan. Turunkan kaca penutup perlahan dengan bantuan jarum supaya tidak terjebak gelembung udara. Mulai dari objektif 10 kali, kemudian naik ke 40 kali. Pewarna membantu inti terlihat; gambar sel yang kamu temukan dan beri label membran sel, sitoplasma, dan nukleus. Untuk bawang, kelupas selapis tipis epidermis dari sisi dalam sisiknya dengan pinset. Bawang merah dari dapur maupun bawang bombai bisa dicoba, yang penting lapisannya setipis mungkin. Letakkan di kaca objek, teteskan iodin, tutup, lalu amati dengan urutan perbesaran yang sama. Label yang dicari lebih banyak: dinding sel, membran sel, sitoplasma, nukleus, dan vakuola. Jajarkan dua gambarmu, dan perbedaan sel hewan dan sel tumbuhan langsung terlihat dari bentuk kotak dan dinding tebal pada sel bawang. Kalau sekolah belum menjadwalkan praktikum ini, foto mikrograf di buku paket bisa dipakai untuk latihan memberi label dengan cara yang sama.
Tips- Gambar persis apa yang tampak di lensa; garis tunggal yang tegas lebih mudah dinilai daripada arsiran.
- Tulis perbesaran total di pojok gambar, misalnya objektif 40 kali dikali okuler 10 kali sama dengan 400 kali.
Metilen biru dapat mengiritasi mata dan saluran napas, jadi hindari kontak dengan kulit. Sampel pipi diperlakukan sebagai bahan biologis: tiap siswa hanya menangani sampelnya sendiri, dan cotton bud langsung masuk disinfektan. - 3
Uji membran dengan daun Rhoeo
Rhoeo discolor, yang kini bernama ilmiah Tradescantia spathacea, adalah tanaman hias berdaun ungu di bagian bawahnya. Penelitian Bercu (2013) mencatat bahwa sel epidermis bawah daun ini menyimpan antosianin ungu di vakuolanya. Warna alami itulah yang membuatnya disukai untuk praktikum: isi sel terlihat jelas tanpa pewarna tambahan. Penelitian yang sama mencatat stomata hanya ada di permukaan bawah daun, dengan panjang rata-rata 57 mikrometer. Konsep yang diuji di sini adalah osmosis, yaitu gerak air melintasi membran semipermeabel mengikuti gradien konsentrasinya. Sayatan epidermis bawah daun Rhoeo yang ditetesi larutan garam pekat (hipertonik) akan kehilangan air. Membran plasmanya menjauh dari dinding sel, dan ruang ungu di dalam sel tampak mengerut. Peristiwa ini disebut plasmolisis, dan pada tumbuhan utuh ia tampak sebagai layu karena turgornya hilang. Bila sayatan yang sama dipindahkan ke air (hipotonik), sel menyerap air kembali dan menjadi turgid. Dinding sel mencegahnya pecah. Bandingkan dengan sel hewan, yang tidak berdinding. Dalam larutan hipotonik sel darah merah membengkak dan bisa pecah (lisis); dalam larutan hipertonik ia mengerut (krenasi). Satu perbandingan ini mengikat tiga materi sekaligus: fungsi membran plasma, fungsi dinding sel, dan perbedaan sel hewan dan sel tumbuhan. Konsentrasi larutan untuk praktikum mengikuti petunjuk guru di sekolahmu, karena resepnya berbeda-beda antarsumber.
Tips- Gambar sel Rhoeo dalam dua keadaan berdampingan, normal dan terplasmolisis, lalu beri panah arah gerak air.
- Hafalkan pasangan istilah: hipertonik dengan plasmolisis atau krenasi, hipotonik dengan turgid atau lisis.
- 4
Naik ke jaringan: kelompokkan sel menurut tugas bersamanya
Jaringan adalah kumpulan sel yang bentuk dan tugasnya serupa. Pada tumbuhan, mulai dari dua kelompok besar. Jaringan meristem terus membelah: meristem apikal di ujung batang dan akar memanjangkan tumbuhan, meristem lateral menambah tebalnya, dan meristem interkalar di pangkal helai daun hanya dimiliki monokotil. Jaringan permanen adalah hasil meristem yang tidak lagi membelah, dan terbagi menjadi jaringan dermal, jaringan vaskular, dan jaringan dasar. Jaringan dasar punya tiga tipe sel yang sering ditanyakan. Parenkim adalah tipe sel tumbuhan paling umum, berfungsi untuk fotosintesis, menyimpan pati, dan menyembuhkan luka. Kolenkim selnya memanjang dengan dinding menebal tidak rata, tetap hidup saat matang, dan bisa kamu rasakan sebagai serat seperti tali pada batang seledri. Sklerenkim memberi kekuatan; banyak selnya mati saat matang, dan sklereidnya menimbulkan tekstur berpasir pada buah pir. Pada daun, perhatikan mesofil: parenkim palisade yang rapat berbentuk tiang di bagian atas, dan parenkim bunga karang yang longgar berongga udara di bawahnya. Pada hewan, ingat empat jaringan dasar: epitel, ikat, otot, dan saraf. Lalu siapkan empat jebakan yang paling sering muncul. Pertama, sel pengangkut xilem mati saat matang, sedangkan sel tapis floem hidup meski tanpa inti. Kedua, darah digolongkan sebagai jaringan ikat karena sel-selnya berada di dalam matriks berupa plasma. Ketiga, sel penjaga adalah satu-satunya sel epidermis daun yang memiliki kloroplas. Keempat, otot jantung lurik seperti otot rangka, tetapi bekerja tak sadar dan intinya satu di tengah. Epitel layak dihafal bersama tempatnya, karena soal sering memberi nama organ lalu menanyakan jenis epitelnya. Epitel pipih selapis melapisi alveolus paru dan kapiler, tempat zat harus melintas cepat. Epitel pipih berlapis ada di kulit dan rongga mulut, yang sering bergesekan. Epitel kubus ditemukan di kelenjar dan tubulus ginjal. Epitel silindris selapis melapisi saluran pencernaan, sedangkan epitel silindris berlapis semu yang bersilia dan bersel goblet melapisi saluran napas. Epitel transisional di kandung kemih dan ureter bisa menipis atau menebal mengikuti isi kandung kemih. Pola yang muncul: bentuk sel selalu mengikuti tugas tempatnya.
Tips- Buat dua kolom berjudul tumbuhan dan hewan, lalu tempelkan tiap jaringan ke organ tempat ia mudah ditemukan, misalnya epitel pipih selapis di alveolus paru.
- Saat ragu memasukkan sebuah contoh ke kelompok mana, tanyakan tugas sel-selnya dulu, baru tempatnya.
Cek kesiapan sebelum ulangan bab sel dan jaringan
- Menggambar sel hewan dan sel tumbuhan berdampingan, lengkap dengan label organel dan satu kata kerja tugas untuk tiap organel.
- Menyebut organel yang dimiliki keduanya, yang khas tumbuhan, dan yang umumnya khas hewan, termasuk alasan sel tumbuhan tetap punya mitokondria.
- Menuliskan rute protein sekretori dari ribosom di RE kasar, ke badan Golgi, ke vesikel, sampai keluar sel.
- Menghitung perbesaran total mikroskop dari angka lensa objektif dan okuler, serta menjelaskan isi preparat sel pipi dan kulit bawang.
- Menjelaskan plasmolisis pada daun Rhoeo dan membandingkannya dengan lisis serta krenasi pada sel darah merah.
- Membedakan xilem dan floem, menyebut empat jaringan hewan beserta contoh organnya, dan menjelaskan kenapa darah termasuk jaringan ikat.
“Siswa yang kesulitan di bab sel biasanya sudah membaca semua nama organel, tetapi belum pernah melihat satu sel pun dengan matanya sendiri. Begitu denah tugas digambar ulang dan dicocokkan dengan preparat bawang atau sel pipi, istilah yang tadinya asing berubah menjadi bagian dari gambar yang ia buat sendiri, dan gambar itu yang ia bawa ke ruang ujian.”
- Sel paling mudah dipahami sebagai pabrik kecil: membran plasma menjadi gerbang, nukleus ruang arsip DNA, ribosom lini perakitan protein, dan mitokondria pembangkit ATP.
- Jaringan tumbuhan terbagi menjadi meristem yang terus membelah dan jaringan permanen (dermal, vaskular, dasar); jaringan hewan dasarnya empat: epitel, ikat, otot, dan saraf.
- Tiga pengamatan sederhana, yaitu sel pipi, epidermis bawang, dan daun Rhoeo, mengubah istilah organel dan osmosis menjadi gambar yang bisa kamu beri label sendiri.