BEDAH KISI-KISI DAN MATERI UN BIOLOGI 2018

 بِسْمِ اللَّهِ الرَّحْمَنِ الرَّحِيمِ

Dengan niat berbagi karena Allah, semoga  bedah kisi-kisi ini memberi banyak manfaat bagi Guru dan siswa khususnya.

Bedah kisi-kisi UN Biologi ini dirancang untuk siswa SMA yang mengambil pilihan mata pelajaran Biologi pada Ujian Nasional Biologi 2018, agar dapat berlatih dan mempersiapkan diri menghadapi Unian nasional SMA/MA tahun ajaran 2017-2018.

Bedah kisi-kisi ini disusun berdasarkan kisi-kisi Ujian Nasional tahun 2018, yang dibuat persatuan indikator dalam kisi-kisi dan dibuat dalam format PowerPoin (PPT) untuk memudahkan dalam mempelajarinya, dan penekanan pada konsep-konsep yang dianggap penting.

Struktur bedah kisi-kisi ini terdiri atas:
1. Bedah kisi-kisi UN Biologi : merupakan gambaran tentang materi yang diujikan pada UN 2018
2. Bedah materi UN Biologi : merupakan ringkasan materi yang disesuaikan dengan kisi-kisi
3. Contoh soal dan pembahasan : Contoh soal berdasarkan level kognitif dalam kisi-kisi meliputi pemahaman dan pengetahuan, aplikasi dan penalasan, disertai dengan pembahasan dan kunci jawaban.
4. Soal dan kunci jawaban : Berupa uji kompetensi, untuk mengetahui kemajuan belajar siswa. Soal berupa kumpulan soal Ujian nasional tahun-tahun sebelumnya yang dilengkapi dengan kunci jawaban.
5. prediksi UN 2018 : berupa soal-soal yang diprediksi menjadi soal UN 2018 sesuai indikator dalam kisi-kisi ujian nasional.

Semoga bedah kisi-kisi ini bermanfaat bagi peningkatan pemahaman siswa kelas XII IPA yang mengambil matapelajaran pilihan Biologi. Tidak ada gading yang tidak retak, kesempurnaan hanyalah milik Allah azza wa jalla

1. Metode ilmiah
2.Ciri Makhluk hidup dan peranannya
3.Keanekaragaman Hayati
4. Dasar-dasar pengelompokkan Makhluk Hidup
5. Daur hidup avertebrata dan tumbuhan tingkat rendah
6. Daur Biogeokimia
7. Struktur, Fungsi, dan Susunan Kimia Sel
8. Struktur dan Fungsi Jaringan Hewan
9.Struktur dan Fungsi Jaringan Tumbuhan
10. Penyakit Pada Sistem organ
11. Reproduksi Sel
12. Penyimpangan Semu Hukum Mendel
13. Hukum Mendel dan persilangannya
14. Peta Silsilah
15. Mekanisme Evolusi
16. Petunjuk Evolusi
17.

TANAMAN TRANSGENIK

Rekayasa Genetika, Manfaat, Risiko, dan Kontroversinya

Pendahuluan

Perkembangan bioteknologi telah membawa perubahan besar dalam kehidupan manusia, termasuk dalam bidang pertanian. Salah satu perkembangan yang banyak dibicarakan adalah teknologi rekayasa genetika yang menghasilkan tanaman transgenik. Teknologi ini memungkinkan manusia memindahkan atau menyisipkan gen tertentu ke dalam tanaman dengan tujuan memperoleh sifat yang diinginkan.

Perkembangan tanaman transgenik mulai menunjukkan kemajuan sejak penelitian rekayasa genetika pada dekade 1970-an. Materi sumber menyebutkan bahwa tanaman transgenik mulai dikembangkan pada tahun 1973 oleh Herbert Boyer dan Stanley Cohen. Jumlah tanaman transgenik yang dikembangkan kemudian terus bertambah, dari sekitar 23 tanaman pada tahun 1988, menjadi 30 tanaman pada tahun 1989, dan lebih dari 40 tanaman pada tahun 1990.

Secara sederhana, tanaman transgenik dapat dipahami sebagai tanaman yang memperoleh gen tertentu melalui proses rekayasa genetika sehingga memiliki sifat baru yang diharapkan. Gen tersebut dapat berasal dari organisme lain dan dimasukkan ke dalam tanaman melalui perantara tertentu, antara lain bakteri Agrobacterium tumefaciens atau metode transfer gen lainnya.

Lantas, mengapa manusia mengembangkan teknologi tersebut?

Tujuannya cukup beragam. Tanaman transgenik dikembangkan antara lain untuk memperlambat pelunakan buah, meningkatkan ketahanan terhadap hama, herbisida, atau virus, meningkatkan nilai gizi, serta membantu tanaman bertahan hidup pada kondisi lingkungan yang ekstrem, seperti lahan kering, tanah dengan tingkat keasaman tinggi, atau lahan berkadar garam tinggi.

Dengan demikian, teknologi transgenik pada dasarnya lahir dari kebutuhan manusia untuk memperoleh tanaman dengan karakter tertentu secara lebih terarah.

Namun, sebagaimana teknologi lainnya, tanaman transgenik tidak hanya menghadirkan peluang. Di balik manfaat yang ditawarkan, muncul pula pertanyaan mengenai keamanan pangan, kesehatan manusia, lingkungan, etika, agama, hingga persoalan ekonomi. Karena itu, tanaman transgenik tidak cukup dipahami hanya sebagai “tanaman yang dimodifikasi secara genetis”, tetapi juga sebagai bagian dari perkembangan ilmu pengetahuan yang perlu dikaji secara kritis.

---

Memahami Rekayasa Genetika dan Tanaman Transgenik

Istilah transgenik terdiri atas kata trans yang berarti pindah dan gen yang berkaitan dengan materi pembawa sifat. Dengan demikian, secara sederhana tanaman transgenik merupakan tanaman yang mengalami perubahan genetik melalui pemasukan gen tertentu untuk memperoleh sifat yang diinginkan.

Rekayasa genetika merupakan salah satu teknologi dalam biologi yang memungkinkan manusia memanipulasi materi genetik secara terarah. Jika pemuliaan tanaman konvensional memanfaatkan seleksi dan persilangan, rekayasa genetika memungkinkan gen tertentu dipilih dan dimasukkan ke dalam organisme target.

Gagasan dasarnya cukup sederhana: jika suatu gen berkaitan dengan sifat tertentu, maka gen tersebut dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan sifat yang diharapkan pada organisme lain.

Dalam materi sumber, contoh sederhana diberikan melalui perbedaan sifat pada tanaman, misalnya rasa buah mangga yang dapat berbeda meskipun sama-sama merupakan tanaman mangga. Perbedaan sifat tersebut berkaitan dengan materi genetik yang mengendalikan karakter organisme.

Namun, perlu dipahami bahwa rekayasa genetika bukan sekadar “memindahkan satu gen lalu sifat baru langsung muncul”. Prosesnya membutuhkan identifikasi gen, penggandaan, transfer ke dalam sel, seleksi, dan regenerasi hingga diperoleh tanaman yang memiliki sifat yang diharapkan.

---

Sejarah Perkembangan Tanaman Transgenik

Pemuliaan tanaman sebenarnya bukanlah hal baru. Jauh sebelum teknologi rekayasa genetika berkembang, manusia telah melakukan seleksi dan persilangan tanaman untuk memperoleh sifat yang lebih baik.

Materi sumber menyebutkan bahwa praktik pemuliaan tanaman telah berlangsung sejak sekitar 8000 SM, ketika pertanian mulai berkembang di Mesopotamia. Pemuliaan konvensional dilakukan melalui seleksi dan persilangan. Cara ini dapat menghasilkan varietas dengan sifat unggul, tetapi membutuhkan waktu yang relatif panjang dan hasilnya tidak selalu dapat diprediksi.

Perkembangan penting dalam rekayasa genetika terjadi ketika Agrobacterium tumefaciens diketahui mampu mentransfer DNA ke dalam sel tanaman. Penemuan tersebut kemudian membuka peluang pemanfaatan bakteri sebagai salah satu perantara dalam proses transfer gen. Materi sumber mencatat pengembangan tanaman transgenik pada awal 1980-an dan perkembangan selanjutnya menuju penggunaan komersial.

Seiring berkembangnya teknologi, tanaman transgenik mulai dikembangkan bukan hanya untuk kepentingan penelitian, tetapi juga untuk tujuan komersial. Berbagai tanaman kemudian direkayasa agar tahan terhadap hama, toleran terhadap herbisida, memiliki kualitas nutrisi tertentu, atau mempunyai masa simpan yang lebih panjang.

Perjalanan tersebut menunjukkan bahwa rekayasa genetika pada tanaman merupakan kelanjutan dari sejarah panjang usaha manusia dalam memperbaiki sifat tanaman melalui teknologi.

---

Bagaimana Tanaman Transgenik Dibuat?

Pembuatan tanaman transgenik berlangsung melalui beberapa tahapan yang saling berkaitan.

1. Identifikasi gen yang diinginkan

Langkah pertama adalah mencari gen yang berkaitan dengan sifat yang diinginkan. Gen tersebut dapat berasal dari tanaman lain, hewan, cendawan, atau bakteri.

Misalnya, apabila peneliti menginginkan tanaman yang memiliki ketahanan tertentu terhadap hama, maka perlu dicari gen yang dapat menghasilkan sifat tersebut.

2. Perbanyakan atau kloning gen

Setelah gen diperoleh, gen tersebut diperbanyak melalui proses kloning. DNA yang akan dipindahkan dimasukkan ke dalam suatu vektor, misalnya plasmid. Vektor berfungsi sebagai pembawa DNA sehingga gen yang diinginkan dapat diperbanyak dalam organisme tertentu, seperti bakteri.

3. Transfer gen ke dalam sel tanaman

Gen yang telah diperbanyak kemudian ditransfer ke dalam sel tanaman. Materi sumber menjelaskan beberapa metode yang dapat digunakan, antara lain:

• senjata gen atau penembakan mikroproyektil;
• transformasi yang diperantarai Agrobacterium tumefaciens; dan
• elektroporasi.

Pada metode senjata gen, DNA dibawa oleh partikel berukuran sangat kecil yang ditembakkan ke dalam sel tanaman.

Sementara itu, Agrobacterium tumefaciens dapat dimanfaatkan sebagai perantara karena memiliki kemampuan alami untuk mentransfer DNA ke sel tanaman.

Pada elektroporasi, sel tanaman terlebih dahulu dipersiapkan sehingga DNA asing dapat masuk melalui pori-pori membran yang terbentuk akibat kejutan listrik.

4. Seleksi sel yang berhasil ditransformasi

Tidak semua sel tanaman yang diberi DNA asing akan berhasil mengalami perubahan genetik. Karena itu, diperlukan proses seleksi untuk mendapatkan sel yang berhasil menerima gen yang diinginkan.

Sel terpilih kemudian dikembangkan menjadi kalus, yaitu kumpulan sel yang belum terdiferensiasi. Selanjutnya, kalus dapat berkembang menjadi akar dan tunas hingga terbentuk tanaman muda atau plantlet.

Setelah tanaman muda dipindahkan ke tanah, sifat baru yang muncul dapat diamati dan dikaji lebih lanjut.

Dengan demikian, proses menghasilkan tanaman transgenik bukanlah proses sederhana. Di dalamnya terdapat rangkaian kegiatan biologi molekuler, kultur jaringan, seleksi, dan pengujian.

---

Beragam Contoh Tanaman Transgenik

Perkembangan teknologi rekayasa genetika telah menghasilkan berbagai tanaman dengan karakter yang berbeda-beda.

Padi, misalnya, dikembangkan dengan kandungan provitamin A atau beta-karotena yang lebih tinggi. Materi sumber menjelaskan penggunaan gen dari beberapa organisme dalam pengembangan sifat tersebut.

Jagung, kapas, dan kentang dikembangkan dengan sifat tahan terhadap hama melalui pemanfaatan gen Bt dari bakteri Bacillus thuringiensis.

Tembakau dikembangkan agar memiliki toleransi terhadap kondisi cuaca dingin.

Tomat dikembangkan dengan proses pelunakan yang lebih lambat sehingga dapat disimpan lebih lama dan tidak cepat mengalami kerusakan.

Kedelai dikembangkan dengan kandungan asam oleat yang lebih tinggi serta toleransi terhadap herbisida tertentu.

Selain itu, terdapat pula pengembangan:

• ubi jalar yang memiliki ketahanan terhadap virus;
• kanola dengan perubahan komposisi minyak;
• pepaya yang resisten terhadap Papaya ringspot virus;
• melon dengan masa simpan yang lebih panjang;
• bit gula yang toleran terhadap herbisida;
• prem yang resisten terhadap plum pox virus; dan
• gandum yang dikembangkan untuk memiliki ketahanan terhadap penyakit tertentu.

Beragam contoh tersebut memperlihatkan bahwa rekayasa genetika dapat diarahkan pada berbagai karakter tanaman, mulai dari ketahanan terhadap organisme pengganggu hingga perubahan kualitas hasil panen.

---

Manfaat dan Aplikasi Tanaman Transgenik

Salah satu alasan utama pengembangan tanaman transgenik adalah keinginan untuk menghasilkan tanaman dengan sifat unggul tertentu.

Tiga sifat yang banyak dikembangkan adalah ketahanan terhadap hama, toleransi terhadap herbisida, dan kemampuan memperlambat proses kerusakan buah. Jagung dan kapas tahan hama, misalnya, dikembangkan dengan memanfaatkan gen Bt dari Bacillus thuringiensis.

Selain itu, rekayasa genetika juga diarahkan pada tujuan yang lebih luas, seperti:

1. peningkatan kualitas nutrisi;
2. peningkatan daya tahan terhadap penyakit;
3. peningkatan kemampuan tanaman menghadapi kondisi lingkungan tertentu;
4. perpanjangan masa simpan hasil pertanian;
5. pengembangan tanaman yang dapat dimanfaatkan untuk tujuan kesehatan; dan
6. pemanfaatan tanaman dalam bidang lingkungan.

Materi sumber juga menyebutkan pengembangan Golden Rice, penelitian vaksin yang dapat dikonsumsi melalui bahan pangan, pemanfaatan tanaman untuk fitoremediasi, serta penelitian mengenai produksi bahan plastik yang dapat terurai secara hayati.

Jika dikembangkan dan diterapkan secara tepat, teknologi ini berpotensi menjadi salah satu instrumen dalam menghadapi berbagai persoalan pertanian dan pangan.

Akan tetapi, pertanyaan pentingnya bukan hanya “Apa yang dapat dilakukan oleh teknologi ini?”, melainkan juga “Apa konsekuensi dari penerapannya?”

Di sinilah perdebatan mengenai tanaman transgenik bermula.

---

Tanaman Transgenik: Antara Manfaat dan Kekhawatiran

Tidak semua pihak memandang perkembangan tanaman transgenik dengan cara yang sama.

Pihak yang mendukung melihat rekayasa genetika sebagai salah satu bentuk perkembangan ilmu pengetahuan yang dapat membantu manusia memperoleh tanaman dengan karakter yang lebih sesuai dengan kebutuhan. Sebaliknya, pihak yang lebih berhati-hati mempertanyakan kemungkinan munculnya dampak terhadap kesehatan, lingkungan, keanekaragaman hayati, serta struktur ekonomi pertanian.

Dengan kata lain, perdebatan tanaman transgenik bukan semata-mata persoalan “setuju atau tidak setuju”. Persoalannya jauh lebih kompleks karena menyangkut banyak aspek sekaligus.

---

Dampak yang Dikhawatirkan terhadap Lingkungan

Salah satu kekhawatiran yang muncul adalah kemungkinan terjadinya perubahan keseimbangan ekologis.

Tanaman yang memiliki sifat tertentu, misalnya tahan terhadap hama atau herbisida, dikhawatirkan dapat memberikan tekanan seleksi sehingga organisme pengganggu berkembang menjadi lebih resisten. Kekhawatiran lainnya adalah kemungkinan terjadinya perpindahan gen melalui penyerbukan ke tanaman lain.

Apabila gen tertentu berpindah ke tanaman liar atau gulma, muncul pertanyaan mengenai kemungkinan terbentuknya tanaman yang memiliki karakter baru dan sulit dikendalikan. Materi sumber menyebutkan persoalan silang luar, efek kompensasi, munculnya hama target yang resisten, serta dampak terhadap organisme non-target sebagai beberapa hal yang perlu diperhatikan.

Salah satu contoh yang dibahas adalah perdebatan mengenai jagung Bt dan dampaknya terhadap organisme non-target, termasuk kupu-kupu Monarch. Materi sumber juga mencatat adanya penelitian lain yang memberikan penjelasan berbeda mengenai penyebab kematian kupu-kupu tersebut. Di sisi lain, penggunaan tanaman Bt disebut dapat mengurangi penggunaan pestisida tertentu.

Hal tersebut memperlihatkan bahwa persoalan ekologis tidak selalu memiliki jawaban sederhana. Suatu teknologi dapat memberikan manfaat pada satu aspek, tetapi sekaligus menimbulkan pertanyaan pada aspek lainnya.

Karena itu, pengembangan tanaman transgenik perlu disertai kajian ekologis yang memadai dan pengawasan terhadap kemungkinan dampak jangka panjang.

---

Kekhawatiran terhadap Kesehatan Manusia

Selain lingkungan, kesehatan manusia menjadi salah satu isu paling banyak dibicarakan.

Pertanyaan yang sering muncul adalah: apakah tanaman transgenik aman dikonsumsi?

Kekhawatiran yang dibahas dalam materi sumber antara lain kemungkinan toksisitas, alergi, dan potensi keterkaitan dengan resistensi antibiotik. Salah satu contoh yang dikemukakan adalah kekhawatiran terhadap tanaman yang membawa gen tertentu yang berkaitan dengan resistensi antibiotik.

Persoalan alergi juga menjadi perhatian. Apabila suatu tanaman memperoleh gen yang menghasilkan protein tertentu, maka protein baru tersebut perlu diperhatikan karena terdapat kemungkinan bahwa protein tertentu dapat bersifat alergen pada individu tertentu. Materi sumber memberikan contoh kedelai yang pernah dikembangkan dengan protein dari kacang Brazil dan kemudian menimbulkan perhatian terkait potensi alergi.

Di sisi lain, materi sumber juga menyajikan argumen yang berlawanan. Salah satunya berkaitan dengan tanaman Bt. Pendukungnya berpendapat bahwa toksin Bt bekerja secara spesifik pada organisme sasaran tertentu dan mekanisme kerjanya berkaitan dengan kondisi serta reseptor pada saluran pencernaan serangga tertentu.

Perbedaan pandangan tersebut menunjukkan bahwa isu keamanan pangan hasil rekayasa genetika harus dibahas berdasarkan pengujian dan bukti ilmiah, bukan semata-mata berdasarkan rasa takut ataupun keyakinan bahwa teknologi pasti aman.

Sikap kritis menjadi penting. Konsumen membutuhkan informasi yang memadai, sementara produk yang dikembangkan perlu melalui prosedur pengujian keamanan sesuai ketentuan yang berlaku.

---

Etika dan Agama: Bolehkah Manusia Mengubah Makhluk Hidup?

Persoalan tanaman transgenik ternyata tidak berhenti pada aspek biologi.

Rekayasa genetika juga menimbulkan pertanyaan etis dan keagamaan. Sebagian pihak mempertanyakan apakah manusia memiliki hak untuk mengubah susunan genetik makhluk hidup. Ada pula pandangan yang menganggap manipulasi genetik sebagai tindakan yang terlalu jauh karena manusia seolah-olah mengambil peran yang bukan menjadi bagiannya.

Sebaliknya, terdapat pula pandangan yang melihat kemampuan manusia mengembangkan teknologi sebagai bagian dari tanggung jawab untuk memanfaatkan dan mengelola sumber daya alam.

Materi sumber menjelaskan bahwa perspektif Katolik dapat menerima kemungkinan rekayasa genetika dengan tetap menekankan tanggung jawab manusia terhadap kelestarian alam. Dalam konteks Islam, materi tersebut merujuk pada pandangan bahwa tanaman transgenik yang dikembangkan dari sumber yang halal dapat dikonsumsi, sementara penggunaan gen dari sumber yang haram menimbulkan persoalan status yang perlu diperhatikan.

Dengan demikian, pembahasan tanaman transgenik dari sudut pandang agama tidak semata-mata berkaitan dengan boleh atau tidak boleh melakukan modifikasi genetik. Di dalamnya juga terdapat pertanyaan mengenai tujuan, sumber bahan genetik, keamanan, kemaslahatan, serta tanggung jawab manusia terhadap lingkungan.

---

Persoalan Ekonomi dan Ketergantungan

Aspek lain yang tidak kalah penting adalah ekonomi.

Pengembangan tanaman transgenik membutuhkan penelitian dan investasi yang besar. Karena itu, produk hasil rekayasa genetika sering kali berkaitan dengan perusahaan, hak paten, dan kepemilikan teknologi.

Materi sumber menyoroti kekhawatiran bahwa paten benih dapat meningkatkan ketergantungan petani terhadap perusahaan penyedia benih. Jika petani harus membeli benih setiap musim tanam, struktur biaya produksi dan hubungan antara petani dengan produsen benih dapat berubah.

Di sinilah muncul pertanyaan yang lebih luas:

Apakah teknologi pertanian akan benar-benar memperkuat kemandirian petani, atau justru meningkatkan ketergantungan terhadap pemilik teknologi?

Pertanyaan tersebut tidak dapat dijawab hanya melalui aspek biologis. Diperlukan pula kajian mengenai harga benih, kepemilikan paten, akses petani terhadap teknologi, keuntungan ekonomi, serta kebijakan pertanian.

Dengan demikian, keberhasilan teknologi transgenik tidak hanya dapat diukur dari seberapa baik tanaman tumbuh, tetapi juga dari bagaimana manfaat ekonominya didistribusikan.

---

Tanaman Transgenik di Indonesia

Indonesia juga tidak terlepas dari perkembangan dan perdebatan mengenai tanaman transgenik.

Materi sumber mencatat bahwa Indonesia pernah melakukan uji coba kapas transgenik di Sulawesi Selatan pada akhir 1990-an. Pengembangan tersebut kemudian memunculkan protes dari berbagai pihak dan menjadi bagian dari perdebatan mengenai penerimaan tanaman transgenik di Indonesia. Pada akhirnya, komersialisasi kapas transgenik dihentikan pada tahun 2003.

Di sisi penelitian, Indonesia telah mengembangkan berbagai kajian mengenai tanaman transgenik, antara lain padi, kedelai, pepaya, kentang, ubi jalar, dan tomat. Materi sumber juga menyebutkan bahwa pada periode tersebut sebagian kedelai impor yang digunakan di Indonesia berasal dari produk transgenik.

Karena itu, persoalan tanaman transgenik bagi Indonesia tidak hanya berkaitan dengan kemampuan menghasilkan teknologi sendiri, tetapi juga dengan kebijakan impor, keamanan pangan, keamanan hayati, perlindungan lingkungan, dan kepentingan petani.

Materi sumber mencatat adanya kebijakan lintas kementerian pada tahun 1999 yang berkaitan dengan keamanan hayati dan keamanan pangan produk pertanian hasil rekayasa genetika. Pengaturan tersebut dimaksudkan agar pemanfaatan produk rekayasa genetika tidak merugikan kesehatan manusia, keanekaragaman hayati, maupun lingkungan.

---

Bagaimana Tanaman Transgenik Dideteksi?

Perkembangan teknologi transgenik juga diikuti dengan perkembangan metode untuk mendeteksinya.

Salah satu metode sederhana yang dijelaskan dalam materi adalah lateral flow strip. Sampel tanaman dihancurkan kemudian diuji menggunakan strip tertentu. Hasil pengujian dapat diamati melalui munculnya garis pada strip.

Metode lainnya adalah PCR (Polymerase Chain Reaction) dan ELISA (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay).

PCR digunakan untuk mendeteksi DNA atau gen tertentu pada tanaman, sedangkan ELISA dan lateral flow strip menggunakan prinsip imunodiagnostik untuk mendeteksi protein hasil ekspresi gen.

Kemampuan mendeteksi tanaman transgenik menjadi penting karena konsumen, peneliti, regulator, dan pihak terkait membutuhkan metode untuk mengidentifikasi keberadaan materi genetik atau protein tertentu dalam suatu produk.

---

Penutup: Teknologi yang Membutuhkan Kebijaksanaan

Tanaman transgenik merupakan salah satu hasil perkembangan bioteknologi yang memperlihatkan betapa jauh kemampuan manusia dalam memahami dan memanfaatkan materi genetik.

Teknologi ini menawarkan berbagai kemungkinan: tanaman yang lebih tahan terhadap hama, tanaman dengan karakter nutrisi tertentu, buah dengan masa simpan lebih panjang, serta tanaman yang dapat dikembangkan untuk menghadapi kondisi lingkungan tertentu.

Namun, setiap kemajuan teknologi selalu membawa konsekuensi yang perlu dipertimbangkan.

Pertanyaan mengenai keamanan pangan, alergi, toksisitas, keanekaragaman hayati, perpindahan gen, munculnya organisme resisten, hak paten, ketergantungan petani, etika, dan agama menunjukkan bahwa tanaman transgenik bukan hanya persoalan laboratorium.

Ia adalah persoalan ilmu pengetahuan sekaligus kemanusiaan.

Karena itu, sikap terhadap tanaman transgenik sebaiknya tidak dibangun hanya berdasarkan rasa takut, tetapi juga tidak semata-mata berdasarkan keyakinan bahwa teknologi pasti memberikan manfaat. Yang dibutuhkan adalah sikap kritis, keterbukaan terhadap bukti, pengujian yang memadai, regulasi yang bertanggung jawab, serta pertimbangan terhadap kepentingan manusia dan kelestarian lingkungan.

Pada akhirnya, pertanyaan terpenting bukan sekadar:

“Bisakah manusia mengubah gen tanaman?”

Jawabannya adalah bisa.

Pertanyaan yang jauh lebih penting adalah:

“Untuk apa perubahan itu dilakukan, seberapa aman penerapannya, siapa yang memperoleh manfaat, dan bagaimana kita memastikan bahwa kemajuan tersebut tidak menimbulkan persoalan baru bagi manusia dan lingkungan?”

Di situlah letak tantangan sebenarnya. Kemajuan ilmu pengetahuan tidak hanya menuntut kemampuan untuk menemukan sesuatu yang baru, tetapi juga kebijaksanaan untuk menentukan bagaimana penemuan tersebut digunakan.

Daftar Pustaka

• Muladno, MSA. 2002. Seputar Teknologi Rekayasa Genetika. Bogor: Pustaka Wirausaha Muda.
• Tanaman Transgenik. Materi sumber yang diberikan.
• Wikipedia, “Tanaman Transgenik”.
• Shvoong, “Amankah Mengkonsumsi Tanaman Transgenik?”
• Makalah Biologiku, “Tanaman Transgenik”.

SMALL MUTATION

MUTASI KECIL ATAU MUTASI TITIK

Ada banyak jenis mutasi yang terjadi di DNA. Mutasi yang terjadi di DNA disebut mutasi kecil atau mutasi titik

MUTASI KECIL

1.        Mutasi titik

Pergantian satu basa nitrogen pada benang DNA dengan basa nitrogen lain

Gambar 1 : mutasi gen jenis mutasi titik

2.        Subtitusi

Bila satu atau lebih urutan basa nitrogen diganti oleh satu atau basa nitrogen lain

Gambar 2 : Mutasi gen jenis subtitusi

3.         Inversi

Bila beberapa basa nitrogen patah, kemudian patahannya menyambung kembali dalam posisi membalik.

Gambar 3 : Mutasi gen jenis inversi

4.         Insersi

Jika satu basa nitrogen sisipkan dalam potongan benang DNA

Gambar 4 : Mutasi gen jenis insersi

5.         Delesi 
          Jika satu atau beberapa potongan basa nitrogen hilang pada untai benang DNA
          

Gambar 5 : Mutasi gen jenis delesi

Untuk penjelasan lebih lanjut tentang mutasi titik silahkan simak video dibawah ini!

EVOLUSI, TEORI EVOLUSI DAN TEORI DARWIN

Sejak dipopulerkan oleh Darwin satu setengah abad yang lalu, konsep evolusi telah berkembang menjadi konsep yang kompleks. Sebagai salah satu pemikiran yang paling mengguncang dunia, gagasan tentang evolusi mendapat tantangan hebat, di samping penganut yang kuat. Namun bagaimanapun juga, pemahaman yang benar mengenai apa yang dimaksud dengan evolusi, dan beberapa istilah serta konsep yang terkait, perlu sekali dimiliki oleh siapa saja sebelum ia memutuskan untuk mengikuti atau menentangnya.

Evolusi sebagai Fakta

Secara umum istilah ‘evolusi’ bermakna :

• A gradual process in which something changes into a different and usually more complex or better form².
• Perubahan (pertumbuhan, perkembangan) secara berangsur-angsur dan perlahan-lahan (sedikit demi sedikit)”³.

Dalam konteks biologi, evolusi dimaksudkan sebagai ‘evolusi makhluk hidup, evolusi biologis, atau evolusi organik’ untuk menyatakan bahwa yang mengalami perubahan itu adalah makhluk hidup. Jadi, pada intinya dalam kata ‘evolusi’ terkandung makna proses perubahan. Dengan demikian, evolusi adalah peristiwa atau kejadian.

Apakah kejadian atau peristiwa itu memang benar-benar terjadi? Untuk itu diperlukan bukti. Begitu pula dengan evolusi. Jika evolusi (proses perubahan) itu memang terjadi, apa buktinya? Dikemukakanlah bukti-bukti evolusi yang pada dasarnya ingin menunjukkan bahwa perubahan itu memang benar-benar terjadi.

Peristiwa evolusi tidak dapat diamati secara langsung. Apa yang dikatakan sebagai ‘bukti evolusi’ selama ini sebenarnya hanyalah bukti inferensian. Dalam hal ini, ada sejumlah gejala atau fakta dianggap dapat membuktikan adanya evolusi karena hanya dapat dijelaskan dengan memuaskan berdasarkan konsep evolusi. Sudah barang tentu pembuktian seperti itu bersifat tentatif. Suatu penjelasan untuk sementara dianggap benar selama belum ada penjelasan lain yang lebih mampu menjelaskan suatu gejala secara lebih memuaskan.

Evolusi sebagai Teori

Teori adalah “Systematically organized knowledge applicable in a relatively wide variety of circumstances, especially a system of assumptions, accepted principles, and rules of procedure devised to analyze, predict, or otherwise explain the nature or behavior of a specified set of phenomena”⁴. Jika fenomenanya adalah gravitasi, teori yang dipergunakan untuk menjelaskannya disebut teori gravitasi. Begitu pula, teori untuk menjelaskan kejadian perubahan makhluk hidup (evolusi) dikenal sebagai ‘teori evolusi’.

Jadi, teori evolusi dimaksudkan sebagai penjelasan tentang bagaimana evolusi itu terjadi (mekanisme evolusi). Bisa terjadi ada beberapa penjelasan yang diberikan mengenai suatu fenomena. Mengenai evolusi, pada abad ke-19 Lamarck memberikan penjelasan bagaimana evolusi itu terjadi, yang dikenal sebagai teori evolusi Lamarck atau teori Lamarck. Penjelasan yang diberikan oleh Lamarck itu kemudian dianggap tidak benar karena ada penjelasan lain yang dipandang lebih memuaskan, terutama yang diberikan oleh Darwin dan dikenal sebagai teori evolusi Darwin atau teori Darwin.

Selain sebagai penjelasan tentang evolusi, teori evolusi bisa juga dimaksudkan sebagai teori yang menyatakan bahwa ada ada kekerabatan di antara organisme (Panchen, 1992) atau ada perubahan dan diversifikasi makhluk hidup. Dalam hal ini teori evolusi merupakan penjelasan terhadap berbagai fenomena yang kemudian ditunjuk sebagai bukti evolusi.

Darwin dan Evolusi

Ada dua macam sumbangsih Darwin yang berkaitan dengan evolusi. Yang pertama adalah ia menyajikan sejumlah besar fakta sebagai bukti evolusi. Yang kedua, ia memberikan penjelasan mengenai mekanisme evolusi, yang dikenal sebagai teori Darwin.

Mayr⁵ membedah paradigma evolusioner Darwin menjadi lima teori utama yang menjadi dasar dari pemikiran tentang evolusi:

1. Evolusi itu sendiri. Teori ini menyatakan bahwa dunia tidaklah konstan atau baru saja tercipta dan tidak pula bersiklus (melingkar), melainkan terus berubah, dan bahwa organisme mengalami transformasi (perubahan) dalam perjalanan waktu.
2. Asal usul yang sama (common descent). Teori ini menyatakan bahwa setiap kelompok organisme diturunkan (berasal) dari moyang yang sama, dan bahwa semua kelompok organisme akhirnya dirunut balik ke satu asal kehidupan di bumi.
3. Perbanyakan spesies. Teori ini menjelaskan tentang asal mula keanekaragaman makhluk hidup yang amat besar, melalui perpecahan menjadi spesies-spesies anak ataupun ‘pertunasan’, yaitu terbentuknya populasi pendiri yang terisolasi geografis dan akhirnya berkembang menjadi spesies baru.
4. Gradualisme. Menurut teori ini perubahan evolusioner terjadi melalui perubahan populasi secara bertahap, bukan dengan dihasilkannya individu baru secara mendadak yang merupakan tipe baru.
5. Seleksi alami (Natural Selection). Menurut teori ini perubahan evolusioner tercapai melalui produksi berlimpah variasi di setiap generasi. Sedikit individu yang bertahan hidup, berkat karakter-karakter terwariskan yang lebih adaptif, menurunkan generasi selanjutnya.

Inti dari teori evolusi Darwin adalah bahwa evolusi terjadi melalui seleksi alami. Gagasannya itu lahir melalui penalaran induktif dan deduktif. Prosesnya diikhtisarkan sbb⁶.

• Pengamatan 1: Kecenderungan populasi untuk bertambah besar, dengan peningkatan secara geometrik, karena potensi reproduksi organisme yang sangat tinggi.

• Pengamatan 2: Kenyataannya, jumlah individu dalam populasi kurang lebih konstan.

• Kesimpulan 1 : Adanya ‘struggle for existence’ alias ‘struggle for survival’

• Pengamatan 3 : Organisme bervariasi.

• Kesimpulan 2 : Adanya ‘natural selection’ alias ‘survival of the fittest’.

Mengenai variasi, Darwin menekankan pentingnya variasi yang terwariskan dengan mengatakan “… any variation which is not inherited is unimportant for us⁷.”. Kemudian, mengenai seleksi alami Darwin sejak semula mengemukakan bahwa “… natural selection has been the main, but not the exclusive, means of modification.”⁸

Kelemahan paling serius dari penjelasan Darwin berpangkal dari ketidaktahuannya tentang hereditas (pewarisan sifat). Teori yang diajukannya mengenai pewarisan sifat ini terbukti sama sekali keliru.

Sintesis Modern

Umumnya biologiwan sekarang mengakui bahwa evolusi adalah fakta. Karena itu, istilah ‘teori’ dalam hal ini dipandang tidak cocok lagi, kecuali untuk menyebut berbagai model yang mencoba menjelaskan bagaimana evolusi itu berlangsung. Diskusi panjang lebar di kalangan biologiwan sekarang hanya mengenai mekanismenya.

Sejak abad ke-20 genetika dan biologi populasi menyisip ke dalam kajian evolusi. Teori Darwin tentang seleksi alami tidak lagi dipandang sebagai teori terbaik tentang mekanisme evolusi. Gagasan sekarang tentang evolusi biasanya disebut sebagai Modern Synthesis (Sintesis Modern) yang mencakup mekanisme selain seleksi alami. Evolusi menjadi didefinisikan sebagai perubahan komposisi genetik (frekuensi alel di dalam kumpulan gen) suatu populasi dari generasi ke generasi. Ketika biologiwan berkata ia telah mengamati evolusi, maksudnya ia telah mendeteksi adanya perubahan dalam frekuensi gen di dalam suatu populasi. Sering adanya perubahan frekuensi gen itu diinferensikan dari perubahan fenotipe yang dapat diwariskan (Moran, 1997b).

Futuyma (1986) menguraikan prinsip utama Sintesis Modern sebagai berikut.

1. Populasi mengandung variasi genetik yang muncul melalui mutasi acak (artinya tidak terarah secara adaptif) dan rekombinasi.
2. Populasi berevolusi dengan perubahan-perubahan dalam frekuensi gen akibat random genetic drift, gene flow, dan khususnya seleksi alami.
3. Sebagian besar varian genetik mempunyai pengaruh fenotipe yang kecil sehingga perubahan fenotipe terjadi bertahap.
4. Diversifikasi terjadi melalui spesiasi, yang normalnya melibatkan berkembangnya secara bertahap isolasi reproduksi di antara populasi-populasi.
5. Proses-proses tersebut, yang terus berlangsung dengan cukup lama, membuahkan perubahan-perubahan yang cukup besar untuk membenarkan ditetapkannya taraf-taraf taksonomik yang lebih tinggi (genus, famili, dst.)

Ada dua macam evolusi: mikroevolusi dan makroevolusi. Perubahan di dalam populasi, yang hanya berupa perubahan frekuensi alel, disebut mikroevolusi. Perubahan yang lebih besar, misalnya yang menyebabkan terbentuknya spesies baru, disebut makroevolusi. Sebagian evolusionis berpendapat bahwa makroevolusi hanyalah kumpulan mikroevolusi. Sebagian lagi berpendapat bahwa mekanisme makroevolusi berbeda dari perubahan mikroevolusi. Punctuated equillibrium adalah salah satu teori yang diajukan untuk menjelaskan mekanisme makroevolusi berdasarkan pola yang terekam dalam catatan fosil.

Seleksi Alami

Seleksi alami dipandang sebagai proses yang mengubah frekuensi gen di dalam populasi. Colby (1997) mendefinisikan seleksi alami sebagai keberhasilan reproduksi yang berlainan di antara kelompok-kelompok varian genetik di dalam kumpulan gen (gene pool). Endler (1992) mendeskripsikan  seleksi alami sebagai proses yang terjadi jika populasi memiliki 3 kondisi:

1. Variasi di antara individu-individu dalam hal suatu sifat tertentu (variasi fenotip)
2. Hubungan yang konsisten antara sifat itu dengan kemampuan reproduksi dan kelangsungan hidup (variasi fitness)
3. Hubungan yang konsisten, untuk sifat itu, antara tetua dan keturunannya; hubungan itu setidaknya secara parsial tidak tergantung pada efek lingkungan (pewarisan sifat)

Apabila ketiga kondisi itu terpenuhi, satu atau dua hal berikut akan terjadi:

1. Distribusi frekuensi sifat itu akan berbeda di antara kelompok-kelompok umur atau tahap-tahap sejarah-hidup, dan perbedaan itu tidak sesuai dengan yang diramalkan berdasarkan ontogeni (pertumbuhan dan perkembangan).
2. Apabila populasi tidak dalam keadaan setimbang, distribusi sifat itu di dalam semua keturunan dalam populasi akan berbeda dari distribusinya di dalam semua tetua, tidak sesuai dengan yang diramalkan berdasarkan kondisi (a) dan (c) saja.

Kondisi (a), (b), dan (c) mencakup semua aspek biologi, dan proses (hasil 1 dan 2) murni berasal dari peluang dan statistika.

Seleksi alami dapat dipecah menjadi banyak komponen. Beberapa di antaranya adalah kelangsungan hidup dan dayatarik seksual. Seleksi seksual adalah seleksi alami yang bekerja pada faktor-faktor yang berperan terhadap keberhasilan organisme untuk kawin.

Genetic Drift

Genetic drift adalah perubahan secara kebetulan dalam frekuensi alel suatu kumpulan gen. Meski bisa terjadi pada populasi besar maupun kecil, peristiwa ini terutama terjadi pada populasi yang kecil. Sebagai mekanisme evolusi, genetic drift dipandang setara dengan seleksi alami, malah bisa lebih penting. Mana sebenarnya yang lebih penting di antara keduanya masih diperdebatkan, tetapi setidaknya sebagian tergantung pada ukuran populasi. Di populasi kecil, drift bisa jauh lebih berperan.  Bottleneck effect dan founder effect adalah dua contoh dari proses stokastik tersebut. Sebagai proses acak, genetic drift tidak akan memberikan hasil yang sama pada populasi yang berlainan (Mader, 2001).

Mutasi

Mutasi merupakan bahan mentah evolusi. Peran pentingnya adalah untuk menghasilkan variasi. Mutasi pada dasarnya merupakan kekeliruan dalam penyalinan DNA. Macamnya berupa perubahan kode genetik, penyisipan atau hilangnya suatu gen, dan inversi atau duplikasi gen atau bagian gen. Kebanyakan mutasi dipandang netral dari sudut pandang fitness. Banyak mutasi yang tidak segera memperlihatkan efek pada fenotipe, sehingga tidak terdeteksi. Akan tetapi, kalau mutasi itu sampai menimbulkan efek pada fenotipe, biasanya efeknya merugikan. Hanya sedikit sekali mutasi yang menguntungkan. Nilai adaptif mutasi sepenuhnya tergantung pada kondisi lingkungan.

Sekali alel bermutasi, kombinasi alel-alel tertentu bisa lebih adaptif dari kombinasi yang lain pada kondisi lingkungan tertentu. Fenotipe yang paling cocok baru muncul apabila alel-alel yang tepat dikelompokkan oleh peristiwa rekombinasi.

Gene Flow/Migration

Migrasi gen adalah pergerakan alel di antara populasi-populasi melalui perkawinan individu antarpopulasi.  Individu baru yang masuk ke suatu populasi, lalu kawin di populasi itu, bisa membawa alel baru ke kumpulan gen populasi itu. Dengan demikian, variasi di dalam populasi itu meningkat.

Penutup

Evolusi, teori evolusi, dan teori Darwin adalah tiga hal yang berbeda meskipun berkaitan sangat erat. Evolusi dapat dipandang sebagai fakta dan sebagai teori. Sebagai fakta, evolusi adalah perubahan. Teori evolusi menjelaskan mekanisme perubahan itu. Teori Darwin hanyalah salah satu dari beberapa teori evolusi yang pernah diajukan, dan sekarang telah banyak mengalami penyempurnaan. Menentang teori Darwin belum tentu menentang teori evolusi karena bisa juga berarti mengajukan teori evolusi lain yang lebih baik dari teori evolusi Darwin. Menentang teori evolusi seyogyanya dilakukan dengan memberikan penjelasan (teori) lain yang lebih dapat diterima mengenai berbagai fakta yang selama ini diyakini sebagai bukti evolusi atau fakta yang selama ini dapat dijelaskan berdasarkan konsep evolusi.

Daftar Pustaka

Appleman, P. (editor). 1970. Darwin. W.W. Norton & Company. New York.

Colby, C. 1997. Introduction to Evolutionary Biology. Talk. Origins. Archive.

Endler, J.A. 1992. Natural Selection: Current Usages. Dalam E.F. Keller dan E.A. Lloyd (editor). Keywords in Evolutionary Biology. Harvard University Press. Cambridge.

Futuyma, D.J. 1986. Evolutionary Biology. Second edition. Sinauer Associates.

Hanes, J. 1997. What is Darwinism?. Talk. Origins. Archive.

Mader, S.S. 2001. Biology. Seventh edition. McGraw-Hill. Boston.

Moran, L. 1997a. The Modern Synthesis of Genetics and Evolution. Talk. Origins. Archive.

Moran, L. 1997b. What is Evolution?. Talk. Origins. Archive.

Moran, L. 1997c. Random Genetic Drift. Talk. Origins. Archive.

Moran, L. 1997d. Evolution is a Fact and a Theory. Talk. Origins. Archive.

FERTILISASI

Pengertian : Proses penyatuan gamet pria dan wanita yang terjadi di daerah ampulla tuba fallpopii

Struktur sperma:

Gambar 1: Struktur spermatozoa

Gambar 2 : Struktur Oosit

Sebelum terjadi fertilisasi sperma mengalami beberapa proses penyesuaian agar dapat menembus ovum yaitu :

• Mengalami kapasitasi, reaksi akrosom, dan reaksi kortikal
• Kapasitasi: masa penyesuaian biokimiawi dalam saluran reproduksi wanita di mana terjadi pelepasan selubung glikoprotein dan protein-­protein plasma semen yang membungkus akrosom yang berlangsung kira­-kira 7 jam pada manusia. Tujuan Kapasitasi agar sperma lebih kuat mencapai ampula tuba falopii
• Reaksi akrosoma: Sperma mengadakan pengeluaran cairan hyaluronidase dan tripsin agar bisa menembus lapisan Oosit/ovum. 
• Reaksi kortikal : granula kortikal merupakan sel-sel granulose yang berada disekitar oosit pecah dan mengeluarkan dairan yang berfungsi melapisi oosit, sehingga menghalangi sperma lain untuk masuk ke dalam oosit

gambar 3 : proses kapasitasi

Tahapam Fertilisasi

• Tahap 1: penembusan Cumulus Ooforus
• Tahap 2: penembusan Corona Radiata
• Tahap 3: penembusan zona pelusida
• Tahap 4: fusi oosit dan membran plasma
• Tahap 5: senggami ( penggabungan pronukleus wanita dengan pronukleus pria)

Penembusan Cumulus Ooforus dan Corona Radiata

Gambar 4 : Cumulus oophorus

• Dari 200 – 300 juta spermatozoa yang dikeluarkan ketika ejakulasi hanya 300 – 500 yang mencapai tempat pembuahan, dan hanya satu diantaranya yang diperlukan untuk pembuahan.
• Sperma lain membantu agar dapat menembus sawar­-sawar yang melindungi gamet wanita
• Dari akrosom (tudung kepala) sperma dikeluarkan enzim-­enzim secara berurutan: Hyalurunidase, Corona penetrating enzim (CPE) dan terakhir akrosin untuk menembus zona pelusida.

PENEMBUSAN ZONA PELUSIDA

• Zona pellusida adalah sebuah perisai glikoprotein di sekeliling telur yang mempermudah dan mempertahankan pengikatan sperma dan menginduksi reaksi akrosom.
• Permeabilitas zona berubah ketika kepala sperma menyentuh permukaan oosit yang menyebabkan pembebasan enzim-­enzim lisosom dari granul-­granul korteks yang melapisi membran plasma oosit.
• Enzim­-enzim ini membuat reaksi zona untuk menghambat penetrasi sperma dan membuat tak aktif ­tempat-tempat reseptor spermatozoa.

FUSI OOSIT DAN MEMBRAN SEL SPERMA

• Penyatuan antara selaput oosit dan selaput yang melindungi bagian belakang sperma.
• Pada manusia hanya kepala sperma saja yang masuk, bagian leher dan ekor tetap di luar oosit.
• Reaksi oosit: reaksi kortikal dan zona, melanjutkan pembelahan meiosis 2, penggiatan metabolik sel telur
• Kepala sperma membesar dan inti sel membentuk pronukleus pria.
  a) Inti sel ovum membentuk pronukleus wanita
  b) Kedua pronukleus berfusi
  Dalam proses ini akhirnya kedua pronukleus bersatu dan membentuk zigot yang terdiri atas bahan genetic dari wanita dan pria. Dalam beberapa jam setelah konsepsi, mulailah terjadi proses pembelahan zigot. Segera setelah pembelahan sel terjadi, maka pembelahan-pembelahan selanjutnya akan berjalan dengan lancer akhirnya dalam waktu tiga hari terbentuk suatu kelompok sel-sel yang sama besarnya, disebut morulla.
  Proses selanjutnya adalah perubahan morulla menjadi blastula. Hasil konsepsi tiba ke dalam kavum uteri pada tingkat blastula 

DETAIL

• Perkembangan setiap individu dimulai dengan fertilisasi, yaitu saat oosit sekunder yang mengandung ovum dibuahi oleh sperma.
  
• Sebelum sperma dapat memasuki oosit sekunder, pertama-tama sperma harus menembus berlapis-lapis sel granulose yang melekat di sisi luar oosit sekunder yang disebut korona radiata.
• Kemudian sperma juga harus menembus lapisan sesudah korona radiata yang berupa glikoprotein yaitu zona pelusida.
• Sperma dapat menembus oosit sekunder karena baik sperma maupun oosit sekunder menghasilkan enzim dan senyawa tertentu sehingga terjadi aktivitas yang saling mendukung.
  
• Pada sperma bagian akrosom mengeluarkan :

1. hialuronidase, enzim yang dapat melarutkan senyawa hilarunoid yang terdapat pada lapisan korona radiata,
2. akrosin, protease yang dapat menghancurkan glikoprotein pada zona pelusida dan
3. antifertilizin, antigen terhadap oosit sekunder sehingga sperma dapat melekat pada oosit sekunder.

• Selain sperma, oosit sekunder juga mengeluarkan senyawa tertentu.
• Senyawa tersebut adalah fertilizin, yang tersusun atas glikoprotein yang berfungsi

1. mengaktifkan sperma agar bergerak lebih cepat
2. menarik sperma secara kemostaksis positif, dan
3. mengumpulkan sperma di sekeliling oosit sekunder.

• Pada saat sperma menembus oosit sekunder, sel-sel granulosit di bagian korteks oosit sekunder mengeluarkan senyawa tertentu yang menyebabkan zona pelusida tidak dapat ditembus oleh sperma lainnya
• Segera setelah sperma memasuki nukleus pada kepala sperma akan membesar. Sebaliknya ekor sperma akan berdegenerasi . Kemudian inti sperma yang mengandung 23 kromosom dengan ovum yang mengandung 23 kromosom akan bersatu menghasilkan zigot dengan 23 pasang kromosom atau 46 kromosom

Gambar 5 : proses perkembangan zigot dalam tuba valopii sampai proses implantasi dalam uterus

• Zigot selanjutnya akan ditanam pada endometrium uterus.
• Dalam perjalanannya ke uterus, zigot membelah secara mitosis secara berkali-kali.
• Hasil pembelahan tersebut berupa sekelompok sel yang sama besarnya dengan bentuk seperti arbei yang disebut tahap morulla.

• Morulla akan terus membelah sampai terbentuk blastosit.
• Tahap ini disebut blastula dengan rongga di dalamnya yang disebut blastocoel.
• Sel-sel dalam blastosit akan berkembang menjadi bakal embrio atau embrioblas.
• Pada embrioblas terdapat lapisan jaringan dasar yang terdiri dari lapisan luar (ectoderm) dan lapisan dalam (endoderm).
• Permukaan ectoderm melekuk ke dalam sehingga membentuk lapisan tengah (mesoderm). Selanjutnya ketig lapisan tersebut akan berkembang menjadi berbagai organ (organogenesis) pada minggu keempat sampai kedelapan.
  
• Ectoderm akan membentuk system saraf, mata, kulit, rambut, kuku dan hidung.
• Mesoderm akan membentuk tulang otot, jantung, pembuluh darah, ginjal, limpa dan kelenjar kelamin.
• Endoderm akan membentuk organ-organ pencernaan dan pernafasan.

• Sementara massa sel dalam yang menjadi embrio, lapisan sel yang di luar akan membentuk dua membran janin yaitu karion dan amnion.
• Keduanya bersama membran ketiga yang berasal dari dinding uterus ibu, membentuk kantung yang berisi cairan amnion yang berfungsi sebagai buffer untuk melindungi embrio dari tekanan hebat yang dialami ibu.
  
• Selain itu juga memberi temperatur merata dan bertugas menghindari perlekatan antara embrio dan amnion.

• Secara bersamaan kantung-kantung janin yang lain dibentuk, yang terpenting menjadi tali pusat (umbilicus) yang memanjang dari embrio ke bagian dinding uterus dimana uterus dan karion tersambung.
• Daerah ini disebut plasenta.

• Tali pusat merupakan tali kehidupan embrio.
  
• Di dalamnya terdapat dua pembuluh darah yang membawa darah dari embrio ke plasenta dan sebuah pembuluh balik yang membawa darah dari plasenta ke bayi.
• Walau demikian hubungan antara aliran darah bayi dan ibunya tidak terjadi secara langsung.
• Keduanya mengalir kearah plasenta dan system ini selalu dipisahkan oleh dinding sel dalam plasenta.
  
• Zat yang dapat melalui plasenta antara lain makanan dari darah ibu seperti gula, lemak dan protein.
• Bahan sisa dari bayi terutama zat asam arang juga dapat melalui plasenta.
• Beberapa vitamin, obat-obatan, vaksin dan bibit penyakit juga dapat melalui plasenta.
• Dengan demikian kesehatan ibu dapat berpengaruh bagi kesehatan janin.
• Hubungan langsung antara susunan saraf ibu dan embrio tidak ada.
• Tetapi emosi ibu dapat mempengaruhi secara tidak langsung fungsi fisiologis anak.

• Pada minggu keempat, panjang embrio sekitar 1/5inch.
• Embrio tersebut telah mempunyai bentuk mulut, bagian dalam perut (tractus gastrointestinal) dan hati.
• Jantung telah terbentuk sempurna, dan kepala serta bagian otak mulai tampak jelas.
• Pada masa ini embrio masih merupakan organisme primitif, ia tidak mempunyai lengan atau kaki, dan cirri-ciri tubuh lainnya yang sempurna, hanya terdapat bentuk-bentuk dasar dari system tubuh yang penting.

• Pada usia 8 sampai 9 minggu, gambaran yang terjadi sudah berubah.
• Panjang embrio sekitar 1 inchi. Wajah, mulut, mata dan telinga sudah tampak.
• Lengan, kaki, telapak tangan bahkan jari-jari kaki dan tangan telah timbul. Pada tahap ini alat kelamin mulai terbantuk.
• Perkembangan otot dan kerangka juga dimulai, tetapi aktivitas neuromotorik belum ada.
• Organ-organ dalam seperti usus, hati, pancreas, paru-paru, ginjal mulai terbentuk dan berfungsi. Hati misalnya mulai membentuk sel darah merah.

• Periode embrio ditandai dengan perkembangan yang cepat dari susunan saraf.
• Pada periode ini kepala lebih besar dibandingkan bagian badan yang lain.
• Ini menunjukkan 8 minggu pertama merupakan periode sensitive untuk integritas susunan saraf.
• Gangguan mekanis dan kimiawi pada tahap ini dapat menyebabkan kerusakan permanent dari susunan saraf disbanding jika kerusakan terjadi pada waktu selnjutnya.

• Akhir bulan kedua sampai masa lahir disebut periode janin.
• Selama periode ini berbagai macam system tubuh yang belum terbentuk sempurna berkembang penuh dan mulai berfungsi.
• Sampai usia 8,5 minggu janin relative bersikap pasif, yaitu melayang dengan tenang di dalam cairan amnion.
• Pada masa ini ia mampu bereaksi terhadap rangsangan sentuh.
• Badan janin melipat dan kepalanya merentang.
  
• Sejak saat ini fungsi motor semakin bertambah dan lebih kompleks.

• Mendekati akhir minggu kedelapan,system reproduksi mulai berkembang.
• Gonad (ovarium dan testes) mula-mula tampak sebagai sepasang gumpalan jaringan pada kedua jenis kelamin.
• Hormone yang dihasilkan testes pria dibutuhkan untuk merangsang perkembangan system reproduksi pria.
• Bila testes dihilangkan atau gagal menjalankan fungsinya dengan baik, maka bayi yang lahir memiliki system primer reproduksi wanita.

• Pada akhir 12 minggu, panjang janin sekitar 3 inchi dan beratnya 0,75 ons.
• Ia mulai berbentuk seperti manusia walaupun kepalanya lebih besar.
• Otot mulai berkembang dan pergerakan spontan dari lengan dan kaki dapat dilihat.
  
• Kelopak mata dan kuku mulai terbentuk dan jenis kelamin janin dapat dibedakan dengan mudah.
  
• Susunan saraf masih kurang sempurna.
• Selama 4 minggu selanjutnya perkembangan motorik lebih kompleks

gambar 6 : struktur rahim dan perkembangan embrio

Berikut ringkasan tahap-tahap dalam perkembangan prenatal :

1. Minggu ke-1 Ovum yang dibuahi akan turun melalui tuba fallopii menuju ke uterus
2. Minggu ke-2 Embrio melekatkan diri pada dinding uterus dan berkembang dengan cepat
3. Minggu ke-3 Embrio mulai berbentuk : bagian kepala dan ekor dapat dibedakan. Jantung sederhana mulai berdenyut
4. Minggu ke-4 Permulaan pembentukan daerah mulut, saluran pencernaan dan hati. Jantung berkembang dengan pesat, daerah kepala dan otak mulai dapat dibedakan.
5. Minggu ke-6 Tangan dan kaki mulai terbentuk, namun lengan masih terlalu pendek dan tumpul untuk saling bertemu.
6. Minggu ke-8 Panjang embrio sekitar 1 inchi. Wajah, mulut, mata, dan telinga mulai mempunyai bentuk yang jelas. Pertumbuhan otot dan tulang dimulai.
7. Minggu ke-12 Panjang janin sekitar 3 inchi. Ia mulai berbentuk sebagai seorang manusia, walaupun perbandingan kepala masih terlalu besar. Wajah mempunyai profil seperti bayi. Kelopak mata dan kuku mulai terbentuk, dan jenis kelamin dapat dibedakan dengan mudah. Susunan saraf masih sangat sederhana.
8. Minggu ke-16 Panjang janin sekitar 4,5 inchi. Ibu dapat merasakan pergerakan janin ekstremitas, kepala dan organ-organ dalam tubuh berkembang dengan pesat. Perbandingan bagian-bagian tubuh mulai lebih menyerupai bayi.
9. 5 bulan Kehamilan hampir sempurna. Panjang janin sekitar 6 inchi dan mampu mendengar dan bergerak lebih bebas. Tangan dan kaki mulai lengkap.
10. 6 bulan Panjang janin sekitar 10 inchi. Mata sudah terbentuk lengkap dan bintik-bintik pengecap timbul pada lidah. Janin mampu bernafas dan menangis lemah, seandainya kelahiran berlangsung premature.
11. 7 bulan sampai masa kelahiran Janin lebih siap untuk secara mandiri di luar rahim. Tegangan otot bertambah, gerakan menjadi sering dan pernafasan menjadi jelas, kunyahan, hisapan, dan tangisan lapar menjadi lebih kuat. Reaksi penglihatan dan pendengaran terbentuk dengan sempurna.

Gambar 7 : proses fertilisasi dan determinasi seks

Latihan Soal 

1. Dari bagian-bagian sperma berikut ini, bagian manakah yang mengandung subtansi yang berperan dalam penghancuran zona pelucida pada sel telur mamalia? 

(OSK no 17 thn 2010)

 

A.  1

B. 2

C. 3

D. 4

E. 5

 

2.  

Penetrasi sel sperma hewan ke dalam membran plasma sel telur difasilitasi oleh :

A.Panjang flagellum dari sperma

B.Kecepatan yang berdampak pada sel sperma

C.Membran plasma sel telur

D.Enzim-enzim yang disekresi oleh akrosom

E.Jumlah ATP yang tersedia bagi sel telur

(soal OSK no 46 tahun 2015)

3. 

Dari yang paling awal sampai ke paling akhir, keseluruhan urutan perkembangan yang terjadi mengikuti urutan ...

A.Pembelahan sel sperma à sintesis DNA embrio dimulai à reaksi akrosom à rekasi korteks

B.Reaksi korteks à sintesis NA embrio dimulai à rekasi akrosom à pembelahan sel pertama

C.Reaksi korteks à reaksi akrosom à pembelahan sel pertama à sintesis DNA embrio dimulai

D.Pembelahan sel pertama à sintesis DNA embrio mulai à rekasi korteks à reaksi akrosom

E.Reaksi akrosom à reaksi korteks à sintesis DNA embrio à pembelahan sel pertama

(soal OSK no 4, tahun 2016) 

 

 

SELAMAT BEKERJA