Memahami penerapan konsep dasar dan prinsip-prinsip hereditas serta implikasinya pada salingtemas
Kompetensi Dasar
Menerapkan prinsip hereditas dalam mekanisme pewarisan sifat
Indikator:
- Menemukan hipotesa yang diajukan Mendel tentang pewarisan sifat.
- Menceritakan usaha Mendel menemukan prinsip-prinsip dasar pewarisan sifat.
- Menerapan hukum Mendel dalam persilangan teoritis.
- Menjelaskan penyebab penyimpangan-penyimpangan semu hukum Mendel.
- Menerapkan penyilangan secara teoritis penyimpangan semu hukum Mendel
- Menjelaskan bagaimana usaha mempelajari pola pewarisan sifat pada manusia. Mengidentifikasi cacat, penyakit, kelaianan, dan pola pewarisannya pada manusia
- Menjelaskan cara-cara menghindari terjadinya pewarisan sifat yang merugikan.
A. Pewarisan Sifat Menurut Mendel
Untuk membuktikan kebenaran teorinya, Gregor Johann Mendel melakukan eksperiman membastarkan tananaman yang memiliki sifat beda. Tanaman yang dipilih adalah tanaman kacang kapri (Pisum sativum)
Mendel memilih ercis untuk mempelajari hereditas, karena:
- Memiliki sifat pasangan yang mencolok
- Mudah melakukan penyerbukan silang
- Melakukan penyerbukan sendiri
- Segera menghasilkan keturunan
Hukum Pewarisan Sifat :
- Hukum I Mendel / hukum Segresi
HK I Mendel menyatakan: “ pada waktu pembentukan gamet, terjadi segresi (pemisahan) alel-alel suatu gen secara bebas dari diploid menjadi haploid”
Hk Mendel I
- Penyilangan dengan satu tanda beda
- Rasio fenotip 3 : 1
2. Hukum II Mendel
Selama pembentukan gamete, pembelahan allel dari satu gen adalah bebas dari pembelahan allele dari gen yang lainnya.
HK II Mendel
- Penyilangan dengan dua tanda beda
- Rasio fenotip: 9 : 3 : 3 : 1
Beberapa Konsep Penting
- Genotip : sifat yang tersembunyi
Dilambangkan dengan huruf
Huruf Besar : Dominan (T, B, K)
Huruf kecil : resesif (t, b, k)
- Fenotip : sifat yang tampak : tinggi, pendek, manis, asam,
- Homozigot : dominan (TT), resesif (tt)
- Heterozigot : Tt
- Alela : pasangannya, alternatif sesamanya
Bulat – Kisut : Bb
Persilangan dengan satu tanda Beda (Monohibrid) – dominan sempurna
Persilangan dengan satu tanda Beda (Monohibrid) – dominan tidak sempurna
Persilangan dengan dua sifat Beda (Dihibrid)
P : BBKK ( bulat, kuning) X bbkk (keriput, hijau)
F1 : BbKk (bulat, kuning)
F1 X F1 : BbKk (bulat, kuning) X BbKk(bulat, kuning)
Gamet : BK, Bk, bK, bk BK, Bk, bK, bk
9 Bulat kuning : 3 bulat hijau : 3 keriput kuning : 1 keriput hijau
Backcross
Backcroos adalah persilangan suatu hibrid dengan salah satu parentalnya
Untuk mengetahui sifat genetis suatu karakter. Misalnya mengetahui sifat dominan atau resesif suatu tanaman.
Contoh:
P1 : AA (tinggi) X aa (rendah)
F1 : Aa (tinggi)
Backross:
P. Aa X AA Hasil backcross 100%
F1: Aa, Aa
P. Aa X aa Hasil backross 50% tinggi, 50% rendah
F1: Aa, aa
Testcross
Test cross merupakan persilangan suatu individu yang belum diketahui genotifnya dengan indifidu yang bergenotif homozygot resesif.
Tujuan: untuk mengetahui sifat karekter apakah bergenotif homozygot atau heterozigot
Contoh:
P. Aa X aa Hasil test cross 50% tinggi, 50% rendah
F1: Aa, aa
P. Aa X aa Hasil backross 50% tinggi, 50% rendah
F1 : Aa, aa
B. Penyimpangan Semu pada Hukum Mendel
1. INTERAKSI
Beberapa gen dominan yang berinteraksi dan memunculkan fenotif baru. Percobaan pada ayam yang mempunyai pial:
Ros (gerigi) : RRpp
Biji (pea) : rrPP
Bilah : rrpp
Walnut : RrPp
Contoh:
Persilangan antar ayam yang berjengger ros dengan pea.
P1 : ♂ RRpp x ♀rrPP
(ros) (pea)
F1 : RrPp
(walnut)
Jika F1dan F1 disilangkan maka rasio fenotif F2 adalah
Walnut : ros : pea : bilah, 9:3:3:1.
2. KRIPTOMERI
Kriptomeri adalah peristiwa pembastaran dimana factor dominan tersembunyi oleh factor dominan yang lain dan baru tampak bila tidak ada factor dominan yang menutupinya.
Contoh:
Persilangan bunga Linaria maroccana merah (AAbb) dan putih (aaBB). Warna bunga Linaria maroccana diatur oleh 2 gen yang berinteraksi secara kriptomeri, yaitu: A – a dan B – b
A = gen penentu warna pigmen (antosianin)
a = untuk gen penentu tidak warna pigmen (nonantisianin)
B = Reaksi Basa -----------ungu
b= Reaksi Asam-----------merah
P1 : merah X putih
Aabb X aaBB
G1 : Ab X aB
F1 : AaBb (ungu)
P2 : AaBb X AaBb
G2: AB, Ab---------AB, Ab
AB, ab--------AB, Ab
F2 : Ungu: Merah : Putih = 9 : 3 : 4
(pebandingan fenotif)
Individu yang mengandung A dan B akan menumbuhkan warna ungu. Individu yang hanya mengandung B akan menumbuhkan warna putih.
- Individu yang mengandung A dan B akan menumbuhkan warna ungu. Individu yang hanya mengandung B akan menumbuhkan warna putih.
- Pada individu aaBB, faktor dominan B seakan-akan tersembunyi, karena tidak dapat mempengaruhi warna bunga. Tetapi jika faktor B bertemu dengan faktor dominan A maka terjadi perubahan warna yaitu ungu. Kemudian dengan berinteraksi gen A dan B maka sifat fenotif leluhurnya tersembunyi (merah dan putih)
3. POLIMERI
Gen dengan banyak sifat beda yang berdiri sendiri tetapi mempengaruhi bagian yang sama dari suatu organisme.
Contoh polimeri dalam tubuh manusia:
Pigmentasi normal-albino
Rambut lurus keriting
Tinggi tubuh orang yang berbeda-beda
Dll
Percobaan gandum biji merah dengan biji putih
P1 : M1M1M2M2 X m1m1m2m2
G1 : M1M2 m1m2
F1 : M1m1M2m2 (merah)
P2 : M1m1M2m2 X M1m1M2m2
G2 : M1M2, M1m2 M1M2, M1m2
M 1M2,m1m2 m 1M2,m1m2
F2 : Merah : putih = 15 : 1
(Perbandingan fenotif)
4. EPISTASIS dan HIPOSTASIS
Epistasis : gen yang menutupi, Hipostasis : gen yang ditutupi
Contoh: percobaan pada gandum kulit kuning dengan kulit hitam
P1 : Kuning X hitam
hhKK X HHkk
G1 : Hk
F1 : HhKk (hitam)
P2 : HhKk X HhKk
G2: HK, Hk---------AB, Ab
hK, hk--------hK, hk
Rasio fenotip F = Hitam : Kuning : Putih = 12 : 3 : 1
H alelanya h dan H dominan h, Hh = hitam. K alelanya k dan K dominank, Kk = kuning. Individu yang mengandung gen H dan K akan menunjukkan fenotif hitam. Hal ini disebabkan karena gen H menutupi pengaruh gen K, dan pengaruh gen K baru muncul setelah tidak bersama-sama dengan gen H. Misalnya hhKk, hhKK menunjukkan fenotif kuning. Disebutkan bahwa gen H adalah faktor penutup dan gen K adalah faktor yang ditutupi.
C. Penyimpangan Sebenarnya Hukum Mendel
1. PAUTAN
Beberapa gen bukan alela yang terletak pada satu kromosom .
Akan berakibat :
Macam gamet lebih sedikit
Variasi keturunan lebih sedikit
Penyimpangan rasio fenotip
Contoh:
Persilangan lalat bersayap kelabu panjang (BB VV) dengan hitam pendek (bb vv)
Rasio fenotip F = Kelabu panjang : Hitam pendek
2. PINDAH SILANG
Bertukarnya gen-gen antar kromatid dari kromosom homolog.
Akan berakibat :
Perubahan susunan kromosom
Macam gamet lebih banyak
Variasi keturunan lebih banyak
Penyimpangan rasio fenotip
www.accessexcellence.org
Uji test cross
Bila KP = RK = 50% tidak ada pautan atau pindah silang
Bila KP = 100%, RK = 0% ada pautan
Bila KP > 50%, RK < 50% atau KP > 50% > RK ada pindah silang
Keterangan :
KP = Keturunan parental fenotipnya sama dengan induk
RP = Rekombinan fenotipnya kombinasi dari kedua induk
3. PAUTAN SEKS
Gen yang tergabung pada krmosom seks
Contoh:
Persilangan lalat buah buah Drosophila melanogaster betina mata merah (X X ) dan jantan mata putih (X Y)
a. GAGAL BERPISAH
Kromosom yang tidak berhasil memisah saat gametogenesis
Contoh:
Persilangan lalat buah Drosophila melanogaster betina mata merah (X X ) dan jantan mata putih (X Y)
Jenis kelamin lalat buah
Ditentukan oleh rasio Gonosom X dan Autosom A,
yaitu = X/A
Jika bernilai 1 betina
Jika bernilai >1 betina super
Jika bernilai 0,5 jantan
Jika bernilai < 0,5 jantan super
Jika bernilai antara 0,5 - 1 interseks
b. GEN LETAL
Gen yang berakibat kematian dalam keadaan homozigot
Contoh:
Tikus Kuning KK dominan
Hemofilia pada wanita X X resesif
D. Hereditas Pada Manusia
Kelainan genetika yang terpaut pada:
AUTOSOM
Albino Imbisil
Polidaktili Thalasema
GONOSOM
Hemofilia
Buta warna
Hipertrikosis
1. ALBINO
Gen resesif autosomal, tidak terpaut seks
2. HEMOFILIA
Gen resesif terpaut seks pada X
3. BUTA WARNA
Gen resesif terpaut seks pada X
E. Penentuan Golongan Darah
1. Golongan darah
F. Penentuan Jenis Kelamin
1. Dalam suatu individu terdapat sepasang kromosom yang bentuknya berbeda menentukan jenis kelamin kromosom seks/ kromosom kelamin
G. LATIHAN SOAL
1. Kacang Kapri (Pisum sativum L) berbuah lebat (B) dan berkulit biji licin (L), disilangkan dengan kacang kapri berbuah sedikit (b) berkulit keriput (l). Jika kedua induk dalam keadaan homozigot dan Buah lebat dominan terhadap berbuah sedikit, berkulit biji licin dominan terhadap berbiji keriput, tentukan :
a. Genotipe kedua induk tersebut
b. Gamet dari kedua induk tersebut
c. Kemungkinan fenotipe dan genotipe keturunan pertama, beserta persentasenya
d. Jika keturunan pertama kembali disilangkan sesamanya, tentukan gamet yang terbentuk
e. Kemungkinan Fenotipe dan Genotipe keturunan kedua, beserta persentasenya
f. Jika dari keturunan kedua dihasilkan 270 anakan, tentukan jumlah anakan berdasarkan persentase fenotipe yang dihasilkan
2. Dari kasus pertama, jika genotipe Induk BbLL disilangkan dengan induk bbLl, tentukan :
a. Gamet dari kedua induk tersebut
b. Kemungkinan Fenotipe dan Genotipe yang terbentuk, beserta persentasenya
3. Dari kedua kasus diatas berikan pendapat kalian tentang hukum Mendell dan persilangan Dihibrid
REFERENSI
- Diah Aryulina, dkk, 2007. Biologi 3 SMA dan MA. Jakarta: Erlangga
- Subardi, dkk. (2009). Biologi 3 untuk kelas XI SMA dan MA. Jakarta: Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional.
- www.accessexcellence.org
- Evi Susanti Putri, SMAN 10 Fajar Harapan
Penyusun :
1. Dwiandana Ayyusuffa Cahya Putra
2. Setyo Prabowo
1. Dwiandana Ayyusuffa Cahya Putra
2. Setyo Prabowo
