PEWARISAN SIFAT (2)

A.      KROMOSOM, GEN DAN DNA SEBAGAI FAKTOR PEMBAWA SIFAT        

Materi terkecil penyusun makhluk hidup adalah Sel. Di dalam sel terdapat organela-organela lainnya, dari mitokondria, sitoplasma, ribosom hingga inti sel yang disebut nukleus yang terletak agak ke tengah sel. Di dalam nukleus terdapat benda-benda halus yang berbentuk lurus seperti batang atau bengkok dan terdiri dari zat yang mudah mengikat zat warna. Benang-benang itu dinamakan kromosom. Pada saat sel tidak membelah diri, kromosom terlihat berupa benang-benang halus yang disebut benang-benang kromatin. Ilmuwan Fleming (1879) melihat untuk pertama kali membelahnya benda-benda tersebut di dalam sel. Seorang ahli yang mula-mula mempunyai dugaan bahwa benda-benda tersebut terlibat dalam mekanisme keturunan adalah Roux (1883). Benda-benda tersebut untuk pertama kali diberi nama kromosom oleh Waldeyer (1888). Kromosom berasal dari bahasa latin, krom : warna dan soma : tubuh. Pada tahun 1902, Sutton seorang ahli genetika menyatakan bahwa faktor pembawa sifat yang sebelumnya telah dikemukakan Mendel terdapat di dalam kromosom.

Kromosom adalah faktor pembawa sifat keturunan yang diwariskan dari induk (orang tua) kepada keturunannya. Kromosom hanya dapat dilihat melalui mikroskop. Ukuran kromosom bervariasi dari satu spesies ke spesies yang lain. Kromosom manusia memiliki panjang sampai 6 µ. Pada umumnya makhluk hidup dengan jumlah kromosom sedikit memiliki kromosom dengan ukuran lebih besar daripada makhluk hidup yang memiliki kromosom dengan jumlah yang besar. Kromosom yang terdapat di sebuah sel tidak pernah sama ukurannya, dan umumnya tumbuh-tumbuhan memiliki kromosom yang lebih besar daripada hewan.

Setiap kromosom memiliki bagian yang menyempit dan tampak lebih terang, disebut sentromer. Sentromer membagi kromosom menjadi 2 lengan. Jika kromosom digambar sebagai sebuah garis, sentromer biasanya digambarkan sebagai bulatan.

Kromosom tampak seperti batang dan mengandung struktur yang terdiri dari benang-benang tipis yang melingkar-lingkar. Di sepanjang benang itu terletak secara teratur suatu sruktur yang disebut gen. Masing-masing gen memiliki tempat tertentu didalam kromosom yang disebut lokus gen. Gen tersebut yang sebenarnya berfungsi untuk mengatur sifat-sifat yang akan diwariskan dari induk kepada keturunannya dan mengatur perkembangan serta metabolisme makhluk hidup. Gen terdiri dari DNA atau Deoxyribonukleo acid (asam nukleat). Gen-gen yang terdapat pada kromosom memiliki tugas atau fungsinya masing-masing , diantaranya adalah mengatur warna bunga, warna rambut, warna bulu, golongan darah, rasa buah, dan sebagainya .

Setiap sel tubuh memiliki kromosom yang berpasang-pasangan. Kromosom yang berpasangan dengan bentuk, ukuran, dan komposisi yang sama disebut kromosom homolog. Setiap pasang kromosom homolog berbeda dengan pasangan kromosom homolog yang lain. Padas sel kelamin (gamet) seperti sel telur atau ovum (sel kelamin betina) dan spermatozoa (sel kelamin jantan) mempunyai separuh dari jumlah kromosom didalam sel tubuh, sehingga dikatakan bersifat haploid (n kromosom). Satu set kromosom haploid dinamakan genom. Sel tubuh dari kebanyakn mahluk hidup memiliki dua genom (sepasang kromosom), sehingga dikatakan bersifat diploid (2n kromosom). Terjadinya sel tubuh (sel somatis) yang diploid tersebut merupakan hasl bersatunya gamet jantan dan betina yang masing-masing haploid pada saat reproduksi seksual.

Tjio dan Levan pada tahun 1956 membuktikan bahwa inti sel tubuh manusia mengandung 46 kromosom. Kromosom manusia dibedakan atas 2 tipe, yaitu :

1.       Autosom, ialah kromosom yang tidak menentukan jenis kelamin. Dari 46 kromosom didalam inti sel tubuh manusia, maka yang 44 buah (22 pasang) merupakan autosom.

2.       Seks kromosom (gonosom) ialah sepasang kromosom yang menentukan jenis kelamin. Gonosom dibedakan atas 2 macam, yaitu kromosom-X dan kromosom-Y.

Seks kromosom ditemukan oleh seorang ahli sel dari Jerman yang bernama H. Henking pada tahun 1891. Pada manusia baik laki-laki maupun wanita memiliki sepasang kromosom kelamin. Seornag wanita normal memiliki sepasang kromosom X (46, XX), dan seorang laki-laki normal memiliki sebuah kromosom X dan sebuah kromosom Y ( 46, XY).

PEWARISAN SIFAT (5)

1.       Persilangan Dua Individu dengan Tiga Sifat Beda (Trihibrid)

Trihibrid adalah persilangan dua individu dengan tiga sifat beda atau lebih yang menghasilkan keturunan dengan perbandingan fenotip dan genotip tertentu. Pada percobaannya, Mendel melakukan persilangan kacang ercis dengan tiga sifat beda, ialah batang tinggi, biji bulat, dan biji warna kuning dengan kacang ercis berbatang pendek, biji keriput, dan biji warna hijau. Sifat tinggi, bulat, dan kuning dominan terhadap pendek, keriput, dan hijau, maka seluruh F1 berupa kacang ercis yang berbatang tinggi, berbiji bulat, dan berwarna kuning. Keturunan F1 dapat dilihat pada bagan persilangan trihibrid

Biji-biji F1 tersebut kemudian ditanam kembali dan dilakukan penyerbukan antara sesamanya untuk mendapatkan F2. Persilangan tersebut merupakan persilangan dua individu dengan tiga sifat beda, ialah ukuran batang, bentuk biji dan warna biji. Keturunan pada F2 adalah sebagai berikut :

T    :  tinggi, dominan terhadap pendek

t     :  pendek

B     :   bulat, dominan terhadap keriput

b     :   keriput

K     :   kuning, dominan terhadap hijau

k     :   hijau

   

         Bagan persilangan trihibrid pada kacang ercis

 

 

Parental (P1)         batang tinggi, biji bulat, warna kuning     ><    batang pendek, biji keriput, warna hijau

          Genotip                                        TTBBKK                                   ><                             ttbbkk

          Fenotip                                    tinggi, bulat, kuninng                                                          pendek,keriput, hijau

          Gamet                                             TBK dan TBK                         ><                         tbk dan tbk

 

Filial I (F1)                                              TtBbKk (batang tinggi, biji bulat, warna kuning)

 

P2 (F1 X F1)       batang tinggi, biji bulat, warna kuning      ><     batang pendek, biji keriput, warna hijau

– Genotip                                           TtBbKk                                 ><                           TtBbKk

– Fenotip                                   tinggi, bulat, kuning                                                        tinggi, bulat, kuning

– Gamet  TBK, TBk, TbK, Tbk, tBK, tBk, tbK, tbk     ><    TBK, TBk, TbK, Tbk, tBK, tBk, tbK, tbk    

 

Rumus dalam penghitungan jumlah gamet dan perbandingan.

Jumlah sifat beda = n

Jumlah gamet        = 2 pangkat n

Jumlah macam genotip F2 = 3 pangkat n

Jumlah macam fenotip F2  = 2 pangkat n

Perbandingan fenotip F2   =

                – 1 sifat beda 3 : 1

                – 2 sifat beda 9: 3 : 3: 1

                – 3 sifat beda 27 : 9 : 9 : 9 : 3: 3 : 3 : 1

Jumlah individu F2  = 4 pangkat n

 

Contoh = 1 sifat beda maka jumlah gamet 2

                   2 sifat beda makajumlah gamet 4, dst

PEWARISAN SIFAT (4)

 

D.  Hukum Mendel

Dari hipotesis tersebut, Mendel membuat suatu kesimpulan yang disebut Hukum I Mendel dan Hukum II Mendel. Kedua hukum Mendel tersebut merupakan prinsip dasar dari genetika. Berikut ini adalah penjelasan dari hokum Mendel tersebut :

·         Hukum I Mendel (Hukum segregasi atau hukum pemisahan alel-alel dari suatu gen yang berpasangan).

Pada pembentukkan sel kelamin (gamet), pasangan-pasangan alel memisah secara bebas. Hukum ini berlaku untuk persilangan dengan satu sifat beda (monohibrid).

·         Hukum II Mendel (Hukum pengelompokkan gen secara bebas atau asortasi).

Pada pembentukkan sel kelamin (gamet), alel mengadakan kombinasi secara bebas sehingga sifat yang muncul dalam keturunannya beraneka ragam. Hukum ini berlaku untuk persilangan dengan dua sifat beda (dihibrid) atau lebih (polihibrid). 

 

1.       Persilangan Dua Individu dengan Satu Sifat Beda (Monohibrid)

Persilangan dua individu dengan satu sifat beda akan menurunkan sifat dominan apabila sifat keturunannya sama dengan salah satu induknya. Contoh : Mendel mengambil serbuk sari dari bunga tanaman yang bijinya berlekuk (berkerut) dan diserbukkan pada putik dari bunga tanaman yang bijinya bulat. Semua keturunan F1 berbentuk tanaman yang bijinya bulat. Kemudian tanaman F1 dibiarkan mengadakan penyerbukan sendiri sehingga didapatkan keturunan F2 yang memperlihatkan perbandingan fenotip 3 biji bulat : 1 biji berlekuk.

 

Bagan persilangan monohibrid

 Parental (P)                    Tanaman berbiji bulat                       ><                      tanaman berbiji berlekuk

Genotip                                        BB                              ><                                            bb

Fenotip                                                          Bulat                                                                                    Berlekuk

Gamet                                           B dan B                                                                                  b dan b

 

Filial I (F1)                                                                            Bb           (Berbiji bulat)

 

P2 (F1 X F1)                  Tanaman berbiji bulat              ><                           Tanaman berbiji bulat

– Genotip                                           Bb                                          ><                                            Bb

– Fenotip                                         Bulat                                                                                        Bulat

– Gamet                                          B dan b                                                                                   B dan b

                    F2 :                                                                                         BB : Bb : Bb : bb

                    Fenotip F2                                            Tanaman berbiji bulat (3) : Tanaman berbiji berlekuk (1)

 

Pada bagan tersebut dapat dilihat bahwa bila terdapat dominansi sepenuhnya, maka persilangan monohybrid menghasilkan 4 kombinasi dalam keturunan dengan perbandingan fenotip 3 : 1. Dan dapat diketahui bahwa suatu individu dapat memiliki fenotip sama (contohnya tanaman berbiji bulat) tetapi memiliki genotip yang berlainan (contohnya BB dan Bb).

Dari percobaan tersebut, Mendel mengambil kesimpulan bahwa ketika pembentukkan gamet-gamet (serbuk sari dan sel telur) maka gen-gen yang menentukan suatu sifat mengadakan segregasi (memisah), sehingga setiap gamet hanya menerima sebuah gen saja.

 

 

 

Sifat Intermediet

Siat intermediet adalah sifat keturunan yang dimiliki oleh kedua induknya. Contohnya adalah tanaman bunga pukul empat (Mirabilis jalapa) galur murni merah (MM) disilangkan dengan galur murni putih (mm). Dari persilangan tersebut diperoleh hasil F1 yang semuanya berbunga merah muda. Jika F1 di lakukan penyerbukan dengan sesamanya, maka F2 menghasilkan tanaman berbunga merah, merah muda, dan putih dengan perbandingan 1 : 2 : 1.

 

Bagan persilangan monohibrid intermediet

Parental (P1)             Tanaman berbunga merah               ><              tanaman berbunga putih

Genotip                                   MM                                         ><                                   mm

Fenotip                                                     Merah                                                                          putih

Gamet                                      M dan M                                                                    m dan m

 

Filial I (F1)                                                              Mm (Berbunga merah muda)

 

P2 (F1 X F1)       Tanaman berbunga merah muda                  ><         Tanaman berbunga merah muda

– Genotip                                         Mm                                     ><                                   Mm

– Fenotip                                   Merah muda                                                              Merah muda

– Gamet                                          M dan m                              ><                               M dan m

 

F2 :  

Genotip:                                                               MM (1) : Mm (2) : mm (1)

Fenotip : Tanaman berbunga merah : Tanaman berbunga merah muda : Tanaman berbunga putih

Pada persilangan tersebut dapat dilihat bahwa antara gen M dan gen m tidak ada yang bersifat dominan atau resesif. Keduanya memberikan separuh sifat pada keturunannya, sehingga individu bergenotip Mm dengan fenotip merah muda. Perbandingan fenotip F2 pada persilangan monohibrid intermediet adalah merah : merah muda : putih = 1 : 2 : 1. Perbandingan genotipnya adalah MM : Mm : mm = 1 : 2 : 1

 

2.       Persilangan Dua Individu dengan Dua Sifat Beda (Dihibrid)

Dihibrid adalah persilangan dua individu dengan dua sifat beda atau lebih yang menghasilkan keturunan dengan perbandingan fenotip dan genotip tertentu. Pada percobaannya, Mendel melakukan persilangan kacang ercis galur murni yang memiliki biji bulat warna kuning dengan galur murni yang memiliki biji keriput warna hijau. Sifat bulat dan kuning dominan terhadap sifat keriput dan hijau, sehingga menghasilkan seluruh F1 berupa kacang ercis berbiji bulat dengan warna biji kuning.

Biji-biji F1 tersebut kemuadian ditanam kembali dan dilakukan penyerbukan antara sesamanya untuk mendapatkan F2. Persilangan tersebut merupakan persilangan dua individu dengan dua sifat beda, ialah bentuk biji dan warna biji. Keturunan pada F2 adalah sebagai berikut :

B :   bulat, dominan terhadap keriput

b :   keriput

K :   kuning, dominan terhadap hijau

k :   hijau

 

                Bagan persilangan dihibrid

 

Parental (P1)         kacang ercis berbiji bulat warna kuning     ><    kacang ercis berbiji keriput warna hijau

          Genotip                                        BBKK                                         ><                             bbkk

          Fenotip                                         bulat, kuninng                                                                    keriput, hijau

          Gamet                                             BK dan BK                              ><                         bk dan bk

 

Filial I (F1)                                                              BbKk (berbiji bulat warna kuning)

 

P2 (F1 X F1)       kacang ercis berbiji bulat warna kuning     ><    kacang ercis berbiji keriput warna hijau

– Genotip                                           BbKk                                     ><                           BbKk

– Fenotip                                     bulat, kuning                                                                       bulat, kuning

– Gamet                                       BK, Bk, bK, bk            ><                 BK, Bk, bK, bk    

         F2 :

                Genotip

Tabel. Persilangan dua individu dengan dua sifat beda (dihibrid).

Individu yang mengandung gen B memiliki biji bulat dan individu yang mengandung gen K memiliki biji warna kuning. Fenotip pada F2 adalah  :

a.       Bulat-kuning         :  1, 2, 3, 4, 5, 7, 9, 10, 13

b.       Bulat-hijau             :  6, 8, 14

c.        Keriput-kuning     :  11, 12, 15

d.       Keriput-hijau         :  16

Perbandingan fenotip F2 adalah bulat kuning : bulat hijau : keriput kuning : keriput hijau = 9 : 3 : 3 : 1. Jadi, perbandingan fenotip untuk dihibrid adalah 9 : 3 : 3 : 1.

PEWARISAN SIFAT (3)

A.      SIFAT DOMINAN, RESESIF DAN INTERMEDIET        

Pada suatu persilangan, maka keturunan (Filial) yang dihasilkan akan memiliki sifat yang muncul atau sifat yang tidak muncul (tersembunyi) dari salah satu sifat induknya. Sifat yang muncul pada keturunan dari salah satu induk dengan mengalahkan sifat pasangannya disebut sifat dominan. Sebaliknya sifat yang tidak muncul atau tersembunyi pada keturunanya karena dikalahkan oleh sifat pasangannya disebut sifat resesif. Misalnya bunga mawar merah disilangkan dengan bunga mawar putih, dan menghasilkan keturunan bunga mawar merah.

Induk/ Parental:         Bunga mawar merah      > <        Bunga mawar putih

 

Keturunan/ Filial:                                    Bunga mawar merah

 

Warna merah bersifat dominan, sedangkan warna putih bersifat resesif (alel warna merah dominan terhadap alel warna putih). Warna merah yang bersifat dominan dibandingkan dengan warna putih, maka menyebabkan semua bunga mawar pada keturunan pertama atau filial ke-1 (F1) akan berwarna merah.

Apabila dalam suatu persilangan, sifat yang muncul merupakan campuran dari kedua induknya, maka sifat tersebut disebut sifat intermediet (dominan parsial). Misalnya persilangan antara ikan Koi warna merah dan ikan Koi warna putih menghasilkan Filial 1 yang semuanya ikan Koi berwarna merah muda. Warna merah muda tersebut merupakan sifat intermediet.

Induk/ Parental      :          Ikan Koi merah           > <          Ikan Koi putih                 

 

Keturunan/ Filial 1:                                    Ikan Koi merah muda

 

B.      GENOTIP DAN FENOTIP

Dalam PEWARISAN SIFAT atau persilangan,  terdapat prinsip yang harus kita ingat, yaitu :

1.       Gen yang berperan dalam pengaturan dan penentuan sifat diberi simbol huruf.

2.       Gen yang bersifat dominan dinyatakan dengan huruf kapital, misalnya gen yang menentukan sifat batang yang tinggi ditulis dengan huruf “T” (berasal dari kata tinggi). Gen yang bersifat resesif dinyatakan dengan huruf kecil, misalnya gen yang menentukan sifat batang yang pendek ditulis dengan huruf “t”. Jadi, dapat diartikan bahwa batang tinggi dominan terhadap batang pendek, dan sebaliknya batang pendek resesif terhadap batang tinggi.

Pada manusia dan hewan vertebrata, penyatuan sperma dan ovum yang masing-masing bersifat haploid (n) akan membentuk zigot. Zigot tumbuh dan berkembang menjadi individu yang bersifat diploid (2n),  sehingga individu yang memiliki sifat tersebut dinyatakan dengan dua huruf. Contoh :

 

TT          : Simbol untuk tumbuhan berbatang tinggi, gamet yang dibentuk T dan T.

tt             : Simbol untuk tumbuhan berbatang pendek, gamet yang dibentuk t dan t.

MM       : Simbol untuk tumbuhan berbunga merah, gamet yang dibentuk M dan M.

mm        : Simbol untuk tumbuhan berbunga putih, gamet yang dibentuk  m dan m.

Mm        : Simbol untuk tumbuhan yang berbunga merah muda, gamet yang dibentuk  M dan m.

 

Susunan gen yang menentukan sifat suatu individu disebut genotip (tidak dapat dilihat dengan mata). Genotip suatu individu diberi simbol dengan huruf dobel, karena individu itu umumnya diploid, misalnya MM, Mm dan mm. Genotip memiliki sepasang gen. Gen-gen tersebut terletak pada lokus yang bersesuaian dari kromosom yang homolog. Sepasang gen yang terletak pada posisi yang sama pada pasangan kromosom disebut alel. Jadi, alel merupakan anggota dari sepasang gen misalnya M = gen untuk  warna bunga merah, m = gen untuk warna bunga putih, T = gen untuk tanaman tinggi, dan t = gen untuk tanaman rendah. M dan m merupakan alel tetapi M dan t bukan alel.

Sifat suatu individu yang genotipnya terdiri dari gen-gen yang sama dari tiap jenis gen disebut homozigot, misalnya RR, rr, TT, AABB, aabb dan sebagainya. Homozigot dominan terjadi bila individu bergenotip RR, AA, TT; sedangkan homozigot resesif bila individu bergenotip rr, aa, tt dan sebagainya .

Sifat suatu individu yang genotipnya terdiri dari gen-gen yang berlainan dari tiap jenis gen disebut heterozigot, misalnya Rr, Aa, Tt, AaBb dan sebagainya.

Karakter atau sifat lahiriah yang dapat diamati (bentuk, warna, golongan darah, dan sebagainya) disebut fenotip. Fenotip ditentukan oleh gen dan lingkungan. Fenotip tidak diberi simbol tetapi ditulis sesuai dengan penampakan seperti rasa buah yang manis, rambut lurus, warna bunga biru dan sebagainya. Tanaman yang berbiji bulat fenotipnya ditulis biji bulat dan genotipnya ditulis BB atau Bb bila B dominan terhadap b.

Dua individu yang memiliki sifat fenotip ynag sama mungkin memiliki sifat genotip yang berbeda misalnya dua individu tanaman yang memiliki fenotip sama seperti berbiji bulat, memiliki kemungkinan genotip ialah BB atau Bb. Gen B bersifat dominan sehingga gen B tersebut mengalahkan atau menutupi gen b yang bersifat resesif. Oleh karena itu tanaman dengan BB atau Bb memiliki fenotip berbiji bulat.

PEWARISAN SIFAT (1)

Makhluk hidup yang telah tercipta di alam bumi ini, merupakan hasil penciptaan oleh Allah Swt, dengan membawa sifat yang telah ditetapkan di dalam inti sel. Sifat yang dimiliki manusia, hewan dan tumbuhan telah dirancang pada senyawa protein dan asam nukleat.

 

Sadar ataupun tidak, apabila kita melihat diri kita maka akan ada kesamaan pada diri ayah dan ibu kita. Itulah, bukti bahwa sifat orang tua akan diwariskan kepada individu baru atau anaknya.

 

Masih ingatkah kita dengan morfologi sel ….?

 

Persamaan dan perbedaan yang ada dalam satu keluarga misalnya warna rambut, warna kulit, bentuk mata, cara berjalan, bentuk hidung, bentuk dagu, bentuk mulut, golongan darah, kecerdasan, bakat, watak atau karakter, besar  tubuh, suara, dan sebagainya. Demikian pula pada tumbuhan, buah yang lebat, manis, asam, pahit, berbiji kecil, berdaging buah tebal dsb.

Sifat makhluk hidup dapat diturunkan dari induk atau Parental kepada anaknya atau Filial, dengan pewarisan sifat yang demikian menjadikan manusia dapat memilih Filial ataupun Parental tumbuhan dan hewan yang berkualias baik. Kualitas yang baik tersebut dapat dilihat dari buahnya yang manis dan lebat, batangnya kokoh, panennya cepat, dan bentuk bunganya indah tahan terhadap kekeringan, tahan terhadap serangan hama dan memiliki peranakan yang cepat. Pada hewan dapat dilihat dari produktivitas yang tinggi seperti ayam dapat menghasilkan telur dan daging yang banyak, sapi menghasilkan susu yang banyak, ikan hias memiliki warna tubuh yang indah seperti ikan cupang dan ikan mas koki, dan burung yang memiliki warna bulu yang indah seperti burung merak dan cendrawasih.

Persamaan dan perbedaan tersebut dipelajari dalam cabang biologi yang disebut ilmu genetika. Genetika adalah ilmu yang mempelajari gen yang di dalamnya terdapat pewarisan sifat dari orang tua (induk) kepada keturunannya. Penerapan ilmu ini banyak dipakai dalam bidang pertanian, perkebunan, peternakan, perikanan, bahkan perkembangan dalam ilmu biologi itu sendiri.

Peletak dasar prinsip-prinsip pewarisan sifat adalah seorang ilmuwan yang bernama Gregor Mendel (1822-1884), ia adalah seorang rahib dan biologiwan dari kota Brunn di Austria. Gregor Mendel dijuluki sebagai bapak genetika. Mendel mengadakan percobaan dengan menggunakan tanaman kacang ercis (Pisum sativum).

Game Pewarisan Sifat

 

 

 

 

Buatlah kelompok dengan jumlah 1 kelompok terdiri 4 siswa. Kemudian perwakilan tiap kelompok mengambil amplop yang telah disediakan secara bebas. Kemudian lakukan perintah yang ada diamplop itu. Kelompok yang banyak menyelesaikan permainan dengan benar, dialah kelompok juara.

 

(Setiap 15 menit, setiap kelompok akan berubah tempat duduknya)

 

SALAM KENAL

Assalamu’alaikum wr.wb.

Blog biologi ini memiliki harapan untuk menjadi salah satu sarana komunikasi dalam pembelajaran biologi bagi siswa, pengajar dan masyarakat dunia pendidikan.

Kehadiran blog ‘easybio’ ini dapat memberikan kesegaran dalam inovasi proses belajar mengajar di kelas biologi.

Harapan kami, semoga terjalin interaksi pendidikan dalam biologi diproses belajar mengajar baik secara langsung maupun tidak.

Wassalamu’alaikum wr.w